Si asumimos que el Big Bang nunca existió, entonces el corrimiento espectral de las galaxias lejanas al rojo no puede ser debido al efecto Doppler. La única explicación es que los fotones que emanan de ellas pierden energía en su largo viaje por el espacio/tiempo en un porcentaje constante (70 km/sg/Megaparsec) (Constante de Hubble). Esta energía perdida es absorbida por el vacío superfluido (SVT) y ocasiona un aumento de la longitud de de onda de los fotones desviando al rojo e infrarrojo la apariencia de las galaxias. Como la energía perdida es mayor cuanto mas intenso es la potencia de los fotones esto tiende a igualar la apariencia de las galaxias lejanas dando la sensación de que son diferentes a las mas cercanas. La energía absorbida por el SVT puede ser reemitida en regiones menos energéticas, estabilizando y dando uniformidad al Universo de forma similar al Fondo Cósmico de Microondas.
La ley de Hubble–Lemaître, anteriormente llamada ley de Hubble, es una ley de la física que establece que el corrimiento espectral al rojo de una galaxia es proporcional a la
distancia a la que está, o lo que es lo mismo que, cuanto más lejos se encuentra una galaxia,
más rápidamente aparenta alejarse con respecto a las demás (1,2). Se considera la primera
evidencia observacional de la expansión del Universo y actualmente sirve como una de las piezas más citadas como prueba de soporte del Big Bang . Según esta ley, una medida de la inercia de la expansión del universo viene dada por la Constante de Hubble. La relación velocidad-distancia, derivada de la ley de Hubble, dice que cuanto más lejos está ahora una galaxia más rápido se aleja de nosotros. Aunque todas las galaxias fueran reduciendo paulatinamente su velocidad de alejamiento (actualmente dicen que ocurre todo lo contrario) se seguiría cumpliendo que la velocidad de una galaxia lejana es mayor que la de una cercana, manteniendo siempre una proporcionalidad constante.
La ley de Hubble no dice, en sí misma, cómo evoluciona el Universo. No dice si la expansión se acelera, se frena o si permanece constante. Los cálculos más recientes de la Constante, utilizando los datos del satélite WMAP, empezaron en 2003, permitieron dar el valor de 71 ± 4(km/s)/Megaparsec(Mpc), lo que supone que el universo tiene una edad de 13.781,306 millones de años. En 2006 los nuevos datos aportados por este satélite dieron el valor de 70 (km/s)/Mpc, +2.4/-3.2, por lo que el universo tendría 13.978,182 millones de años. Ambas edidas son cercanas a los 14.000 millones, por lo que es esa cifra aproximada la que se da muchas veces
1 Mpc = 3,2616 millones de años luz = 3,0857118 × 1022 metros.
Actualmente, una galaxia situada a una distancia de 3,26 millones de años luz se alejaría
de nosotros a una velocidad de unos 70 km/s .
En 1922, Alexander Friedmann halló sus formulas a partir de las ecuaciones de campo de
Einstein demostrando que el universo se puede expandir a una velocidad calculable por dichas ecuaciones. El parámetro utilizado por Friedmann es conocido actualmente como el factor de escala con el que puede ser considerada como una forma de la ley de Hubble. Georges Lemaître independientemente encontró una solución similar en 1927. Las ecuaciones de Friedman se obtienen insertando la métrica de un universo homogéneo e isótropo en las ecuaciones de campo de Einstein para un fluido con una densidad y una presión dada. Esta idea de un espacio-tiempo expandiéndose eventualmente conduciría a las teorías cosmológicas del Big Bang . (3,4,5,6)
Hubble pasó gran parte de su trabajo profesional en la astronomía observacional en
el Observatorio Monte Wilson, el telescopio más potente del mundo del momento. Sus
observaciones de las estrellas variables cefeidas en nebulosas espirales le permitían calcular las distancias a estos objetos. Sorprendentemente, en estos objetos se descubrió que siempre estaban a distancias que les ubicaban fuera de la Vía Láctea. Las nebulosas fueron descritas por primera vez como «islas en el Universo» y fue solo después del descubrimiento de la galaxia que este concepto se aplicaría a ellas.
En la década de 1920, Hubble combinó estas medidas de distancias de galaxias con las
medidas de Vesto Slipher (7) a partir del corrimiento al rojo del espectro ,debido a la recesión o alejamiento relativo entre ellas según el efecto Doppler, .E. Hubble descubrió entre ambas magnitudes una relación lineal, es decir, que cuanto más lejos se halla una galaxia, mayor es su corrimiento al rojo. Al coeficiente de proporcionalidad se lo denomina Constante de Hubble, H0 ,aunque había una dispersión considerable , Hubble pudo dibujar una tendencia lineal de 46 galaxias que él había estudiado y obtuvo un valor para la Constante de 500 km/s/Mpc (mucho mayor que el valor aceptado actualmente). En 1958, se obtuvo la primera gran estimación de H0, 75 km/s/Mpc, que fue publicada por Allan Sandage.
Esta relación se interpretó como una prueba de que el universo estaba en expansión,
aunque Hubble personalmente dudó de dicha interpretación. Posteriormente, los modelos
teóricos cosmológicos basados en la teoría de la relatividad general de A. Einstein permitieron explicar esta expansión, ya que surge de forma natural a partir de las ecuaciones de campo de la teoría. (Friedmann,Lemaitre, Robertson ,Walker) .El propio Einstein, quien creía en un principio en un universo estático, introdujo de forma artificial un término extra a estas ecuaciones, denominado constante Cosmológica, para evitar el fenómeno de la expansión. Tras los resultados publicados por Hubble, Einstein se retractó y retiró este término.
Durante el siglo XX, una de las prioridades de la Cosmologia fue el cálculo de la constante
de Hubble. Los primeros cálculos realizados por Hubble se basaban en los datos de corrimiento al rojo de 46 galaxias, y el universo tendría solo 2000 millones de años, un valor insuficiente ya en esa época, pues por los isótopos de las rocas se sabía que la edad de la Tierra era de unos 4500 millones de años.
Evidentemente, se trataba de una incertidumbre excesiva que era preciso corregir.
Finalmente, en marzo de 2014 la misión espacial Planck publicó lo que actualmente es el
mejor valor disponible, siendo éste H0 = 67.3 ± 1.2 (km/s)/Mpc, gracias al estudio de la radiación de fondo de microondas. (Edad del Universo aproximadamente 14.000 millones de años) (9)
Esta cifra , ya ampliamente establecida puede significar dos cosas: a) la expansion inercial del Universo debido al Big Bang , o no inercial ,(teoria de la inflacion) y b) o bien a perdida de la energia de los fotones por su paso por el espacio ( Diego Saa) (8) Lo mas probable es la posibilidad (b) es decir un Redshift Cosmologico. En este caso , las galaxias no se alejan de nosotros sino que pierden energía sus fotones por el rozamiento con el tejido del espacio/tiempo disminuyendo su frecuencia de onda y desplazándose hacia el rojo , infrarrojo , etc. Esto explica la paradoja de Olbers o color negro del cielo nocturno. En realidad, queda una energia remanente que pudiera ser detectada como Fondo Cosmologico de microondas. (D.Saa).La teoria del No Big Bang (NBB) o Universo extremadamente estático en las grandes estructuras explicaría muy bien la posibilidad (b).(10)
La absorción de la energía de los fotones por el vacío , cualquiera que sea su longitud de
onda esta determinada por la división de la constante de Hubble entre la velocidad de la luz en el vacio .Esta cifra es de 0.0233% por megaparsec. (0.75606×10- 22 Energia del foton /metro)
Dependiendo del fenómeno estudiado, la radiación electromagnética se puede considerar no como una serie de ondas sino como un haz o flujo de partículas, llamadas fotones. Esta dualidad onda-corpúsculo hace que cada fotón tenga una energía directamente proporcional a la frecuencia de la onda asociada, dada por la relación de Planck:
donde E es la energía del fotón, h es la constante de Planck y v es la frecuencia de la onda. Valor de la constante de Planck:
Así mismo, considerando la radiación electromagnética como onda, la longitud de onda y la frecuencia de oscilación están relacionadas por una constante, la velocidad de la luz en el medio (c en el vacío):
A mayor longitud de onda menor frecuencia (y menor energía según la relación de Planck). Pero ¿como puede almacenar y liberar la energia el vacio?. Pues depende de la clase de vacio de que se trate.
Clases de vacio
La Teoría del Vacío Superfluido (SVT – Superfluid Vacuum Theory en inglés), a veces también escrita como la teoría del vacío BEC, es una aproximación en física teórica y mecánica cuántica donde el vacío físico (resto fundamental no-suprimible) se ve como un superfluido. La estructura microscópica del vacío físico es prácticamente desconocida y está sujeta a estudios intensivos . El objetivo final de los estudios es establecer modelos científicos que unifiquen la mecánica cuántica (describiendo tres de las cuatros interacciones fundamentales) con la gravedad. Esto hace que la SVT sea una candidata para la teoría de gravedad cuántica. (11).
El concepto de un Eter Luminifero como medio de sustento para las ondas electromagnéticas se descartó después de la llegada de la teoría de la relatividad especial. Sin embargo, en 1951 Paul Dirac (12,13) publicó dos documentos donde indicaba que se debían tener en cuenta las fluctuaciones cuánticas en el fluir del éter. Sus argumentos implicaban la aplicación del principio de incertidumbre a la velocidad del éter en cualquier punto del espacio-tiempo, lo que implica que la velocidad no seria una cantidad bien-definida.
Simetrías de Lorentz y Galileanas
De acuerdo con los datos, se asume que el superfluido de fondo es esencialmente no-relativísta, donde la simetría de Lorentz no es una simetría exacta sino una descripción aproximada válida solamente para pequeñas fluctuaciones. Si estas energías y momentos están por debajo del límite de excitación entonces el superfluido de fondo se comporta como un fluido ideal, por lo tanto, los experimentos tipo Michelson-Morley no observarían una fuerza de arrastre de dicho éter, que se vuelve más «efectiva» pero menos natural desde que se necesita ajustar la covarianza del campo teórico a mano.(14)
Teoría cuántica relativista de campos
En la teoría cuántica relativista de campos se asume que el vacío físico es un medio no-trivial con el cual se puede asociar cierta energía. Esto es debido a que el concepto de espacio absolutamente vacío (o «vacío matemático») contradice los postulados de la mecánica cuántica. De acuerdo con la teoría cúantica de campos, incluso en ausencia de partículas reales, el fondo está siempre lleno de pares de partículas virtuales que se crean y aniquilan. Sin embargo, un intento directo de describir tal medio nos lleva a las llamadas divergencias ultravioletas.
Espacio-tiempo curvo
De acuerdo con la relatividad general, la interacción gravitatoria se describe en términos de la curvatura del espacio-tiempo usando el formalismo matemático de la geometría de Riemann. Numerosos experimentos y observaciones en el régimen de bajas energías avalan este hecho. Sin embargo, los intentos de cuantizar la relatividad general llevan a varios problemas serios; por tanto, la estructura microscópica de la gravedad permanece todavía desconocida.(15)
Ondas gravitacionales y gravitones
De acuerdo con la relatividad general, la onda gravitacional típica es: La pequeña fluctuación del espacio-tiempo curvo la cual ha sido separada de su fuente y se propaga de manera independiente y actualmente se describe a las ondas gravitacionales, como el de sistema doble Hulse-Taylor. Sin embargo, dichas excitaciones no pueden ser correctamente descritas en el marco de una teoría relativista completa.(16)
Generación de masa y el bosón de Higgs
Aunque la SVT no prohíbe explícitamente la existencia de la partícula electrodébil de Higgs, tiene su propia idea del mecanismo de generación de masa – las partículas elementales adquieren masa debido a la interacción con el condensado del vacío, similar al mecanismo de generación de huecos en los superconductores. Aunque esta idea no es totalmente nueva, hay que tener en cuenta el acercamiento Coleman-Weinberg relativista, (17)
Teoría de cuerdas y supersimetría
La Teoría de cuerdas fue diseñada originalmente como un conjunto de modelos de
gravedad cuántica Lorentz-covariantes cuya renormalización estaba garantizada al
asumir simetría superconforme y dimensionalidad más alta como propiedades fundamentales del espacio-tiempo. La teoría postula que algunos objetos extendidos (cuerdas) son más fundamentales que las partículas puntuales. (18)
Teoría logarítmica de vacío BEC
Es esta teoría se conjetura que el vacío físico es un líquido cuántico de BoseEinstein fuertemente correlacionado cuya función de onda de estado cero se describe por la ecuación logarítmica de Schrödinger. Se ha demostrado que la interacción gravitacional relativista surge como un modo de excitación colectiva de pequeña amplitud en el que las partículas elementales pueden ser descritas por los modos de cuasi-partículas en el límite de momento pequeño. (19)
A mi parecer y aunque todos los tipos de vacio no esten bien determinados en parte por la obsesion en unificar las 4 fuerzas, es posible que la Teoría del Vacío Superfluido (SVT), sea la que mas se acerca a ese eter luminifero que puede ser continuo y no cuantificado. Ese elemento absorbería la energía de los fotones en un porcentaje y luego podria reemitirla cuando alcanzara cierta intensidad. Dicho elemento podría de esta manera estabilizar la energia en el Universo disminuyendo la de los fotones mas potentes para emitirla en zonas donde la energía de base sea pequeña.
BIBLIOGRAFIA
- International Astronomical Union (29 de octubre de 2018). «IAU members
vote to recommend renaming the Hubble law as the Hubble–Lemaître law». - Una Relación entre la Distancia y la Velocidad Radial entre Nebulosas
Extra-Galácticas» (1929) Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias
de EEUU, Volumen 15, Número 3, pp. 168-173 (Artículo completo, PDF) - Florian Beutler, (julio de 2011). «A new way to measure the expansion of the
Universe» (en inglés). Consultado el 28 de julio de 2011. - Planck Collaboration (marzo de 2014). «Planck 2013 results. XVI.
Cosmological parameters» (en inglés). Consultado el 29 de enero de 2015. - «The Hubble Constant from SN Refsdal». Consultado el 29 de mayo de
2018. - Chandra independientemente determina la constante de
Hubble en Spaceflight N - Slipher, V. M. (1913). «The radial velocity of the Andromeda
Nebula». Lowell Observatory Bulletin 2: 57-56. - Diego Saa , Escuela Politecnica Nacional de Quito.2019
- Riess, Adam; Scolnic, Dan; Kenworthy, W. D’Arcy (24 de enero de
2019). The Local Perspective on the Hubble Tension: Local Structure Does
Not Impact Measurement of the Hubble Constant (en inglés). Consultado el
26 de abril de 2019. - Vargas,jose G.Martin, Universo big sin bang.com. 2019.
- V. Avdeenkov and K. G. Zloshchastiev, Quantum Bose liquids with
logarithmic nonlinearity: Self-sustainability and emergence of spatial
extent, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 44 (2011) 195303.ArXiv:1108.0847. - P. A. M. Dirac, Nature 168, 906 (1951).
- P. A. M. Dirac, Nature 169, 702 (1952).
- G.E. Volovik, Int. J. Mod. Phys. D15, 1987 (2006) ArXiv: gr-qc/0604062.
- A.D. Sakharov, Sov. Phys. Dokl. 12, 1040 (1968). This paper was reprinted
in Gen. Rel. Grav. 32, 365 (2000) and commented in: M. Visser, Mod.
Phys. Lett. A 17, 977 (2002). - L.D. Landau and E.M. Lifshitz, The Classical Theory of Fields, (1951),
Pergamon Press, chapter 11.96. - S.R. Coleman and E.J. Weinberg, Phys. Rev. D7, 1888 (1973).
- K. G. Zloshchastiev, Logarithmic nonlinearity in theories of quantum gravity:
Origin of time and observational consequences, Grav. Cosmol. 16 (2010)
288- 297 ArXiv:0906.4282. - K. G. Zloshchastiev, Vacuum Cherenkov effect in logarithmic nonlinear
quantum theory, Phys. Lett. A 375 (2011) 2305-2308 ArXiv:1003.0657.
