Shiddarta Gautama (siglo V antes de cristo) niega que el Universo haya comenzado mediante el acto de una deidad creadora, (1) negando el apoyo a cualquier punto de vista sobre la creación y estableciendo que las preguntas sobre el origen del mundo no tienen valor alguno. Es la no adherencia a la noción de una deidad creadora omnipotente o a una «primera causa».
La teoría de la Relatividad Especial (RE) de Albert Einstein (3), seguido en 1915 por la teoría de la Relatividad Generalizada (RG) (5). Este genial físico cambio nuestra forma de ver el Universo al aplicar al espacio y el tiempo un tratamiento impuesto por experimentos físicos: el límite absoluto a la velocidad de la luz en el vacío, a la cual no se puede adicionar ninguna otra velocidad.
Pero las ecuaciones de la RG distaban de ser simples:
Donde Rμν es el tensor de curvatura de Ricci, R es la curvature escalar, gμν es el tensor métrico, Λ es la Constante Cosmológica, G es la constante gravitacional de Newton, c es la velocidad de la luz en el vacío, y Tμν es el tensor de stress-energía.
Como Λ es constante, la ley de conservación de energía no se ve afectada. El término Constante Cosmológica (CC) fue introducido originalmente por Einstein para permitir un universo que no se este expandiendo o contrayendo. Vemos que también Einstein pensaba en un Universo estático.
Pero la métrica de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) (6, 7, 8) es una solución exacta de las ecuaciones de campo de Einstein de la RG que describe un universo homogéneo e isótropo de expansión o contracción que está interrelacionado, pero no necesariamente conectado de forma simple. La forma general de la métrica se sigue de las propiedades geométricas de homogeneidad e isotropía; Las ecuaciones de campo de Einstein solo son necesarias para derivar el factor de escala del universo como una función del tiempo.
En esta situación de los conocimientos astrofísicos, irrumpe Edwin Hubble que descubrió que se clasificaban muchos objetos como nubes de polvo y gas, es decir «nebulosas» y que en realidad eran galaxias más allá de la Vía Láctea.
Posteriormente, dos años más tarde, Edwin Hubble, confirmó la existencia de la expansión cósmica, y determinó un valor más preciso para la constante que ahora lleva su nombre (10). E. Hubble infirió la velocidad de recesión de los objetos por sus corrimientos al rojo (redshift), muchos de los cuales se habían medido anteriormente y se relacionaron con la velocidad por Vesto Slipher in 1917 (11).
Al aplicar la constante de Hubble (70 km/sg/megaparsec aprox) se llega a una cifra de 13.500 millones de años desde el instante de la gran Explosión. Este número es muy similar a la vida estimada de la propia Vía Láctea. Por ello hoy se habla del radio del Universo observable más que de la edad del Universo.
Teorías como la de Alan Guth intentan explicar cómo se desarrolló el vasto Universo que conocemos en un tiempo record (teoría de la inflación) (11).
Aplicando el postulado de que en los sistemas grandes el tiempo transcurre con mayor lentitud (Einstein) y comparando el tamaño del Universo observable con nuestra propia galaxia podemos inferir que el tiempo de evolución de este último es enormemente superior a los 13.500 millones de años. Si este fuera el caso, no estaríamos viendo a las galaxias periféricas que se alejan a velocidades cercanas a las de la luz, estaríamos viendo a las galaxias en el mismo sitio en el que estaban pero con su luz distorsionada por el viaje de la luz por el espacio. Existen 3 o 4 mecanismos o efectos, que podrían explicar esto (Raman, Compton, Zwicky, etc.). Se concluye entonces que las grandes estructuras de galaxias deben permanecer en situaciones estáticas en la relación entre ellas.
No es el momento de explicar este aserto refutando los principios expuestos por los científicos antes mencionados, pero inspirándonos en la Mecánica Cuántica (MC) se puede tratar de afianzar el concepto de Universo estático en grandes distancias (estaticidad). ¿En qué consiste la MC?
En explicar las fuerzas y la materia en el mundo submicroscopico. En realidad es una teoría de límites, una teoría que cuantifica la materia y por lo menos tres de las 4 fuerzas fundamentales. Una teoría que justifica el mundo físico material porque es la base, pero que demuestra que la lógica, incluida la matemática no es aplicable a sus leyes. Así, la velocidad de la luz fue limitada en el vacío y propicio la gran revolución de la física de 1905.
Qué pasaría si se aplicaran límites a otras fuerzas cósmicas. Por ejemplo a la gravedad. Tanto a su alcance como a su intensidad. Einstein y otros muchos entre ellos Isaac Newton pensaban que aunque débil el alcance de la gravedad era infinito. Su intensidad tampoco tendría limite (Black hole). Pero según la MC deben de tenerlo por varios razonamientos: Si su radio de acción fuera infinito y dado la enorme cantidad de masa existente, las galaxias tenderían a colisionar. Ya sabemos que esto se puede evitar con las teorías expansivas (FLRW, Big Bang y otras). Se ha invocado la CC, la energía oscura, y la métrica del Universo abierta, pero existe una alternativa más simple (Navaja de Occam), quitemos las interacciones intergalácticas, es decir, limitemos las fuerzas gravitatorias a la cohesión intragalactica.
Es decir los ladrillos del Universo, deben estar protegidos de posibles colisiones con otras galaxias para que desarrollen su funcionamiento durante periodos de tiempo extremadamente largos. Porque las delicadas estructuras que permiten la aparición de estrellas, planetas, la propia vida y la existencia de seres inteligentes (principio antrópico) precisan de bases muy estables.
Que mejor para esto, que el relativo aislamiento de unas galaxias frente a otras, que por otra parte y dado su tamaño se encuentran relativamente cerca, que la inexistencia de fuerzas tanto atractivas como repulsivas, o el equilibrio entre las mismas.
Un trabajo interesante al respecto es el de Paul Davies (13).
Parte del supuesto de que la CC (en este caso aplicado a la gravedad) tiene dos compontes que casi se cancelan mutuamente, a saber, por un lado la fuerza gravitacional ordinaria que resulta de la existencia pasajera de partículas y antipartículas con masa, generadas por los campos gravitacionales y electromagnéticos del Universo, los cuales frenan la expansión del mismo, y por otro lado la fuerza repulsiva de la energía del vacío.
La constante cosmológica neta o efectiva en grandes distancias seria muy cercana a cero.
Los dos componentes tendrían signo opuesto. El supuesto valor de esta CC seria de 10-53.m-2. Se trata de supuestos, no de observaciones. El balance entre los dos componentes estaría finamente ajustado con una precisión de una parte entre 10 elevado a 50.
Pequeñas fluctuaciones en los campos electromagnéticos y gravitacionales crean continuamente partículas y antipartículas, ambas con masa de muy poca duración como podemos entender con la ecuación de Eisenberg (14). Esto significa que para crear estas partículas en tiempos extremadamente breves se toma prestada energía del campo de fuerza E=moc2=hv, donde mo es la masa en reposo de la partícula y la longitud de onda=c/v=h/(moc) que es la longitude de onda de Compton)(14).
Sin embargo, el component repulsive de CC que son partículas escalares se crean por la ruptura de simetría de la fuerza electro-débil.
Paul Davies especifica que a cortas distancias predomina la gravedad o CC + ya que depende de la inversa del radio, pero a largas distancias la fuerza repulsiva depende del radio, de la CC negativa, de la masa y la velocidad de la luz al cuadrado.
Esto hace que ambas fuerzas se cancelen cuando coincidan sus valores sin que veamos ninguna de las dos, pasado este límite (suposición del autor) .
Paul Davis piensa sin embargo, que la CC repulsiva se extenderíaii de forma infinita.
Lo mismo que la gravedad es atractiva entre dos masas, la repulsión de la CC entre masas también podría estar sujeta a la presencia de la curvatura inducida por estas y no se propagaría en el vacío. Así pues, se formaría un bucle con un radio definido, a partir del cual no existirían acciones sobre masas distantes. Ni atractivas ni repulsivas (suposición del autor).El vacío actuaría como aislante.
En este caso y dependiendo del valor de la CC, cada galaxia estaría aislada de las otras en principio. No quiere decir que otras fuerzas no puedan actuar juntando o separando a estas estructuras, como los campos electromagnéticos, vientos de gases o polvo, etc., pero serian de mucha menor entidad.
Albert Einstein cuando publico sus teorías, pensaba que el cosmos era esencialmente estático, y se refería a la vía láctea (única galaxia conocida entonces). Hoy sabemos que la galaxias evolucionan y se mueven en su interior mucho mas que el resto del Universo. Desde entonces el concepto de cosmos, big bang etc. se ha intentado explicar en base a teorías que probablemente solo se puedan aplicar a nivel local (la galaxia). Se ha trabajado sobre la energía oscura, las posibilidades de universos cerrados o abiertos, multiversos, dimensiones múltiples etc., porque se extrapolan teorías locales al Universo en general.
Es probable que todavía no pensemos con la amplitud de miras de Edwin Hubble.Quizás no nos hemos dado cuenta todavía de que el Universo es inabarcable en espacio y tiempo.
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BIBLIOGRAFíA
(1) Mahasi Sayadaw,Thoughts on the Dhamma, The Wheel Publication No. 298/300, Kandy BPS, 1983,
(2) Popper, KR (1994). «Zwei Bedeutungen von Falsifizierbarkeit [Dos significados de falsabilidad]». En Seiffert, H.; Radnitzky, G. Handlexikon der Wissenschaftstheorie (en alemán).München: Deutscher Taschenbuch Verlag. pp. 82-85. ISBN 3-423-04586-8.
(3) Einstein, A. (1905). IV. Folge (PDF). «Zur Elektrodynamik bewegter Körper». Annalen der Physik (en alemán) (Berna) 17: pp. 891-92
(4) Farrell, John (2005). The Day Without Yesterday: Lemaitre, Einstein, and the Birth of Modern Cosmology. New York, NY: Thunder’s Mouth Press. ISBN 1-56025-660-5.
(5) «Die Feldgleichungen der Gravitation» [The Field Equations of Gravitation]
(6) Friedmann, Alexander (1922), «Über die Krümmung des Raumes», Zeitschrift für Physik A, 10 (1): 377–386, Bibcode:1922ZPhy…10..377F, doi:10.1007/BF01332580
(7) Lemaître, Georges (1931), «Expansion of the universe, A homogeneous universe of constant mass and increasing radius accounting for the radial velocity of extra-galactic nebulæ», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 91: 483–490,
(8) Robertson, H. P. (1935), «Kinematics and world structure», Astrophysical Journal, 82: 284–301, Bibcode: 1935ApJ….82..284R, doi:10.1086/14368
(9) Hubble, Edwin (December 1926).»Extragalactic nebulae». Astrophysical Journal. 64 (64): 321–369.
(10) Hubble, E. (1929). «A relation between distance and radial velocity among extra- galactic nebulae». Proceedings of the National Academy of Sciences. 15 (3): 168–73.
(11) Slipher, V.M. (1917). «Radial velocity observations of spiral nebulae». The Observatory. 40: 304–306.
(12) Guth, Alan H. «Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems». Physical Review D. 23 (2): 347–356.
Bibcode: 1981PhRvD..23..347G.doi:10.1103/PhysRevD.23.347.
(13) Davies, Paul. The Accidental Universe, (1984), 105-107
