martes, 12 de agosto de 2008

Universos (parte I)

A inicios de siglo XX, ya siendo un hito en la historia de la ciencia, Albert Einstein planteó al mundo académico una serie de ecuaciones en apariencia insolubles, pero de ser contestadas de forma satisfactoria podrían dar cuenta de tres asuntos de suma importancia: por un lado establecerían el principio de relatividad, se calcularía de forma exacta el perihelio de mercurio y se produciría el principio de equivalencia. Estas ecuaciones, en otras palabras, intentaban describir la curvatura del espacio y la disposición de la materia en el universo. En cierto sentido, la materia curvaba el espacio, pero el espacio intervenía en el movimiento de la materia.


Estas explicaciones matemáticas conducían a una nueva concepción de la gravedad, distinta a la concebida por Newton. No había fuerzas; era un universo donde el espacio tomaba forma a partir de la masa de los objetos y éstos se desplazaban de acuerdo a las curvaturas o relieves. En esta serie de problemas expuestos por Einstein se encontraba la descripción de la formación de las estrellas, el comportamiento de los agujeros negros, las singularidades del espacio-tiempo y, en ciernes, la información acerca del origen y expansión del cosmos.


El mismo año de la publicación de las tres ecuaciones, Kart Schwarzschild solucionó una de ellas, al describir el comportamiento de un cuerpo esférico singular, como lo es una estrella. El Radio de Schwarzschild, como hoy se le nombra, explicaba que existía un punto crítico en estos cuerpos arbitrarios, en donde la intensidad era mucho mayor y la curvatura se acentuaba sobre sí. Ese lugar residía en el centro de estos cuerpos celestes. Sus cálculos condujeron a predecir situaciones en donde los planetas o estrellas cumplían cabalmente con esta solución matemática: se imaginó una atracción inmensa capaz de devorar la materia de ese cuerpo singular, tragando todo a su paso, ya que la curvatura sería tan pronunciada que podría ser capaz de absorber la materia a su alrededor. Todo sería triturado en el vórtex de su centro retorcido. En la segunda década del siglo XX la comunidad científica y el propio Einstein desestimaron la propuesta de Schwarzschild, relegándola a la sombra, sin siquiera pensar que sus ecuaciones conceptuaban ya las características primordiales de los agujeros negros.


En 1922, la segunda solución a otra ecuación llegó por obra de Alexander Friedmann, quien, oponiéndose al maestro Einstein, razonó que un universo relativo era inestable; por lo tanto, que podía llegar a expandirse o contraerse si intervenía alguna perturbación. Suprimió de sus cálculos la famosa constante cosmológica que Einstein utilizó en un artículo publicado en 1917, y así alcanzó a esbozar la teoría de un cosmos que se expandía. Las implicaciones de sus ecuaciones presentan tres escenarios probables:


1) El espacio está saturado de materia y la expansión es lenta; a la larga, esto ocasiona que la gravedad se detenga y todo el universo se comprima en un solo punto; lo cual se conoce como big crush. 2) El cosmos se expande velozmente, la materia no logra frenar el movimiento, pero sí consigue disminuir su carrera. 3) El universo se expande a una velocidad exacta para no desintegrarse. Las galaxias se separan entre sí a velocidad constante.


Finalmente, la tercera solución la dio a conocer Robert Oppenheimer y Hartland Snyder. En su artículo se detalla que una gran estrella, al agotar su combustible, llega a su radio crítico. La curvatura sería tan intensa que los rayos de luz se doblarían hacía su interior. Se formaría un horizonte de eventos, donde la estrella se tragaría a sí misma sin emitir ningún tipo de actividad para un observador externo.

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