El universo sin duda alguna es de las cosas más hermosas que la vida nos ha concebido, al observarlo cualquiera puede sentir una conexión única con él, cualquiera se maravilla, es toda una obra de arte de la Naturaleza¿De que esta hecho? ¿Son solo átomos? ¿De verdad hay mucha luz en el Universo? ¿El Universo es como un rompecabezas?  ¿Qué hay detrás de este Rompecabezas cósmico?

Este tipo de preguntas han sido respondidas poco a poco con el paso del tiempo, y este día les explicare los componentes más esenciales del universo propio, pero para empezar primero tenemos que hablar de un comienzo donde todo esto se creó, actualmente la teoría del Big Bang unida con la inflación cósmica, el principio cosmológico y algunas ecuaciones relacionadas con la relatividad como la de Friedman o “del estado” nos han dado una especulación aún más acertada, es claro que el recopilatorio teórico no lo es todo, y gracias a nuestra era tecnológica hemos podido observar como las galaxias se alejan de nosotros corriéndose al rojo y como el universo es un mar de radiación, estas pruebas indican que gracias a una explosión el universo fue…

Tomando en cuenta que no es la única teoría y que nada esta predeterminado totalmente por la ciencia empecemos a explicarlo.

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En esta imagen vemos una representación de cómo pudo ser la posible explosión. Créditos: batanga.com

Se especula que el universo antes de explotar se encontraba concentrado en una “singularidad” esta misma estaba hecha energía pura, se cree que las 4 fuerzas fundamentales estaban concentradas en una sola, la materia no existía, solo era energía, hasta que por una o varias razones (aún no determinada/as) esta bola de energía se expandió de una manera asombrosa, inimaginable, la belleza del universo comenzó con esta explosión, digamos que desde que detono comenzó la flecha del tiempo y cada nanosegundo se expandía más y más, al poco tiempo empezaron a haber partículas llamadas quarks y leptones, estos formaron otras partículas como protones o neutrones, los cuales generaron la conocida materia barionica la cual está compuesta de átomos, un átomo está formado por protones y neutrones, los cuales en su interior tienen quarks, y alrededor de estos se encuentra la nube de electrones, la cual por obviedad tiene electrones los cuales pertenecen al grupo de los leptones.

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Representación del interior de un neutrón y un protón. Créditos: i-cpan.es

De manera resumida… El universo esta hecho de 12 partículas fundamentales de materia (fermiones) y 4 fuerzas de la naturaleza (bosones), las doce partículas se dividen en 6 quarks (up, down, charm, strange, top and bottom) y 6 leptones (electrón, muon, tauon, electro neutrino, muon neutrino and tau neutrino) y las 4 fuerzas fundamentales (gravedad, electromagnetismo, nuclear fuerte y nuclear débil) interactúan con el medio a través de bosones los cuales son: gravitón para la gravedad, fotón para el electromagnetismo, gluon para la nuclear fuerte y W and Z para la nuclear débil; Hay muchas otras partículas tanto bosonicas como fermionicas, incluyendo las más recientes: Pentaquark, Weyl Fermion y el bosón de Higgs, pero las que mencione son las mas fundamentales que dan como resultado las demás…

Incluso hay muchas otras partículas hipotéticas que son necesarias para teorizar algunas teorías algunos ejemplos son el Taquion o el Dilaton, también se habla en algunas otras teorías sobre la supersimetria, la cual implementaría que cada partícula tuviera una hermana muy parecida algunos ejemplos de estas otras son el Fotino o el grupo de los Squarks, todo este recopilatorio de partículas no es todo, podría haber muchas más, un ejemplo serían las antipartículas, estas partículas serían parte de la Antimateria, les explicare de manera rápida… Se estipula que al principio del Big bang se generó la misma cantidad de materia y antimateria, estas se aniquilaron él una al otra, generando radiación pura… pero por alguna extraña razón (aun no muy precisa) quedo más materia que antimateria en el universo, una antipartícula seria, básicamente, una partícula con signo diferente (y algunas otras propiedades opuestas) a una partícula “ordinaria” el ejemplo más claro es el positrón (opuesto al electrón), hay muchas especulaciones sobre donde quedo toda esta antimateria, pero nadie tiene la razón absoluta, aunque sabemos que esta antimateria también forma parte de este gran rompecabezas cósmico.

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Representación de las partes de un átomo y un anti átomo. Créditos: Wikipedia

Retornando un poco a las partículas hipotéticas, hay unas muy enigmáticas, las cuales forman la “Materia Oscura” lo mismo pasa con la “Energía Oscura” (la cual se cree es liderada por un tipo de bosón diferente), a continuación les explicare estos enigmas de materia y energía oscura, ya que no solo no son lo mismo, si no también sirven para cosas muy diferentes…

El universo que vemos como artrópodos parece estar lleno de luz, con ayuda de modelos en 3D generados por supercomputadores hemos deducido que el universo tiene una estructura fil amentaría, la cual no cubre todo el “universo observable” pero entonces… ¿Qué hay en ese lugar donde no hay ni estrellas, ni galaxias, ni nada que ilumine? Bueno, en esos espacios oscuros se estipula que existe la famosa “Materia Oscura” la cual recibe ese nombre haciendo referencia a que nadie sabe cómo es, ni porque esta ahi… actualmente sabemos que tiene mucha influencia gravitatoria en la formación de galaxias y estrellas, es como lo que rellena esos espacios vacíos y le da equilibrio al universo, se tienen muchas teorías sobre que es, muchos dicen que podría ser la base para viajar a otros universos (según el modelo de pliegues del multiverso) o encontrar otras dimensiones (claramente internas, al estilo calabi-yau) estas nos dejan emocionados por imaginar las posibilidades! Pero también hay otras las cuales dicen que podría ser una cosa mundana y conocida, por ejemplo, se cree que podría estar hecha de “piones” los cuales son un tipo de partícula, estos mantienen unido el núcleo de los átomos, solo que estos piones tendrían propiedades diferentes a los que conocemos no se dejaría ver, en este tiempo se cree que son partículas WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) y SIMP (Strongly Interacting Massive Particles) , actualmente existen colisionadores y recolectores de distintos tipos de partículas o hadrones, estas máquinas nos ayudan a encontrar la posible existencia de partículas nuevas o actuales que están en incógnita, el ejemplo más famoso seria el LHC que se encuentra en Suiza y pertenece al CERN, este (como muchos otros) han resultado muy útiles para hallar nuevos tipos de partículas, se estipula que la materia oscura ocupa aproximadamente un 23% de toda la materia en el universo, por tanto forman una pieza muy fundamental y grande en este rompecabezas cósmico.

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Detector ATLAS que forma parte del LHC, como ven es toda una maravilla de la Ingeniería y Física Experimental. Créditos: publico.es

Ahora hablemos de la Energía oscura, esta no se debe confundir ni con el Flujo Oscuro, ni con la Ley de Hubble… el flujo oscuro se relaciona más con un universo anisotrópico ósea que dependiendo de cómo o donde lo veamos este cambiara… (y según la cosmología moderna el nuestro es Isotrópico, ósea que no depende desde donde o como lo veas, es igual) y hace referencia a los movimientos detectados de cúmulos galácticos los cuales se movían en conjunto de una manera muy coordinada y en la misma dirección y la ley de Hubble dice “El corrimiento al rojo de una galaxia es proporcional a la distancia de esta” lo cual nos ha servido como la primera prueba del paradigma de la expansión del universo y del big bang, muchos dicen “la energía oscura es solo una mala interpretación de la ley de Hubble” pero a mi parecer son cosas diferentes…

La energía oscura es, básicamente, la causante de que el universo se expanda más y más rápido, digamos que en el big bang, hubo una explosión inimaginable y por lógica esta debería frenar algún día, analógicamente es como si una granada implantada en la arena detonara… la arena se levantara y quedara un hueco (el cual seria proporcional a la arena levantada, lo que nos da como resultado que la suma del universo es igual a 0) pero después de un tiempo la arena se detendrá y caerá, volverá al “orden” y todo fragmento lanzado será detenido, pero en el universo esto es muy diferente, digamos que esta hace que no deje de expandirse y que aumente su velocidad de expansión, esto es paradójico y es una de las incógnitas más relevantes en astrofísica y cosmología moderna, se estipula que esta ocupe un 73% del universo, lo cual la hace la más común en todo el universo, la pieza más grande y fundamental.

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Aproximación de la distribución de componentes en el universo. Créditos: NASA

A mi punto de vista la energía oscura esta se relaciona con el “Tiempo” y es que hay muchas perspectivas de tiempo, yo me centrare en 3, el tiempo cosmológico, el tiempo termodinámico y el psicológico, intentamos unificar estos 3 para encontrarle un buen significado y concepto al tiempo, es fácil la unión entre el tiempo cosmológico y termodinámico, ya que bien se podría decir que según estos dos el universo entre más caliente más se expande y entre más frio más se contrae, o bien que el universo esta en caos porque la entropía cósmica así lo dicta, el tiempo en estas dos no es más que una muestra de que en entre más caos más sentido tiene el tiempo, surge un problema al hablar del psicológico, este nos dice que el cerebro crea el tiempo,es una ilusión, solo es una respuesta al cambio, en la actualidad se sigue buscando un término acertado al tiempo.

Hablando de tiempo… es fundamental retornar que no se sabe exactamente como y que paso en el inicio del big bang, no sabemos ni siquiera si sea la teoría que se queda como “pilar” hay muchas otras como el Big Silence o el Universo Estacionario… mucho menos sabemos cómo terminara, hay muchas teorías como el Big Rip o el Big Crunch las cuales nos dicen un destino del universo de acuerdo a bases diferentes, pero para saber si es cierto o no tendríamos que esperar miles de millones de años.

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Modelo del comienzo y evolución del universo de acuerdo al Big bang. Créditos: NASA/WMAP

Con la información anterior podemos afirmar que no podemos ver ni el 7% del universo, es tan pequeña la porción que podemos apreciar… pero sin duda de las más hermosas, ya que todas esas galaxias, estrellas, nebulosas, y demás que podemos apreciar con la ayuda de telescopios es solo el 5% de todo este rompecabezas, ahora imagínense toda esa parte oscura a la luz, nuestro universo por fin quedaría al descubierto, pero ¿podríamos estar cerca de esto? Desde hace ya algunos años se han hecho observaciones y experimentos, pero no hemos obtenido resultados validos que nos permitan apreciar estas partículas escurridizas, tal vez tardemos otra década en descifrar sus secretos, o tal vez nunca podamos verlo… hay cosas que la ciencia no puede determinar, cosas que nunca sabremos, esto podría desilusionar a muchos, pero a mí me causa intriga y emoción.

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Una representación de como filamentos de materia oscura podrían cubrir los filamentos luminosos de nuestro universo observable, dejando al descubierto algunas estrellas y galaxias. Créditos: AMNH

Si a lo anterior le agregamos nuestro bajo conocimiento sobre la realidad, la baja percepción que tenemos al espectro electromagnético y acústico, tendremos como resultado que nuestra ignorancia es vaga, y que (tomando en cuenta que nuestra especie es muy reciente según el calendario cósmico) hemos avanzado muy poco, tenemos mucho más por descubrir, sin embargo, hemos desarrollado tecnología, hemos formado sistemas económicos, políticos y formamos una sociedad, tal vez no tan equitativa como lo marca el comunismo o socialismo, tal vez el capitalismo nos tiene encerrados en una jaula de corrupción y racismo, lo cual poco a poco va desapareciendo en algunas partes y creciendo en otras, siempre nos quejamos de los demás pero ¿Qué hemos hecho por el cambio? Tomemos riendas y actuemos, sentados no lograremos nada, y acerquémonos más a la ciencia, es una rama, que a pesar de ser inconclusa y que no tiene todo determinado nos ha dado respuesta  muchas incógnitas que nos agobiaban en siglos pasados, tenemos suerte de vivir en estos tiempos… una era de ciencia y tecnología, donde lamentablemente, muchos ven con “dificultad” pero esto solo es un estereotipo, no hay materia o filosofía que sea difícil de aprender cuando se quiere estudiar, tomémoslo en cuenta.

Sobre las cosas que nos ha enseñado la ciencia, para mí, una de las más poéticas es nuestro origen, no sabemos exactamente como inicio el universo o la vida misma, pero la naturaleza nos ha revelado cosas increíbles… nosotros provenimos de las estrellas, en un pasado ellas usaron como combustible el hidrogeno, dando paso a nuevos elementos (a través del proceso de fusión) como el Helio, es una cadena enorme en la cual se cocinaron los elementos, en las explosiones de supernova no solo se formaban muchos más, si no también estos ingredientes se esparcían por el universo regando asteroides, planetas y lunas… ver la tabla periódica, es ver otra parte del rompecabezas, esos elementos, formaron la vida y todo lo que vemos, se unieron formando moléculas y esas moléculas formaron compuestos, todo esto es un pequeño resumen sobre nuestra historia, me es más maravilloso poder decir que la ciencia no tiene todo determinado, es más emocionante ser sincero y admitir que no tenemos la respuesta a todo que fingir que sabemos todo, ahora mismo sabemos que puede haber algo más que partículas, se hablan de filamentos o cuerdas, quien sabe que teorías podrían salir a la luz en un futuro no muy lejano, un átomo, una molécula, una partícula… todo es una simple aproximación, y sin embargo forman nuestro universo, el cual podría ser uno de millones en el multiverso, al igual que nuestra dimensión, vivimos en la tercera dimensión y solo conocemos una dimensión temporal ¿Cómo serían las otras tanto espaciales como temporales? Muchos las han intentado teorizar, pero volvemos a lo mismo, es solo una aproximación.

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Una representación de este rompecabezas cósmico, una maravilla de la naturaleza. Créditos: NASA

En conclusión sabemos que nuestro conocimiento es muy poco, con lo mínimo que conocemos hemos desarrollado teorías, principios, leyes, teoremas y de más, hemos apreciado la estructura visible del universo y nos parece hermosa a la mayoría, ver de cuantas formas el universo nos puede sorprender, para mí, es de las cosas más maravillosas que nos ha dado la vida, no sabemos si vivamos en una matrix, o si de verdad existamos como tal, eso no debe entristecernos, debe emocionarnos, cuantas cosas por saber… Tú mismo podrías cambiar al mundo… Si dios existiera, no sería como tú lo vieras, porque tu acercamiento a la realidad es mínimo, y aun así, si formáramos una teoría del todo, no estamos seguros si de verdad podría explicarnos tantos misterios, dejemos imaginar a nuestra mente y sigamos aprendiendo.

“La tierra es la orilla al océano cósmico, últimamente hemos vadeado y las olas parecen llamarnos” (Carl Sagan)

Referencias digitales y bibliograficas: 

Hawking, Stephen; and Ellis, G. F. R. (1973). The Large Scale Structure of Space-Time. Cambridge: Cambridge University Press.

J. R. Mureika; C. C. Dyer (17 de mayo de 2005). «Análisis Multifractal de Cosmologías de Tipo Paquete Queso Suizo» (PDF). Classical and Quantum Gravity.

«Estructura a gran escala en el Universo Local: El catálogo de galaxias 2MASS», Jarrett, T.H. 2004, PASA, 21, 396.

G. J. Whitrow. (1952). La estructura del universo: introducción a la cosmología. Universidad Estatal de Pensilvania: Fondo de Cultura Económica

Narlikar, J. V. (1987). La estructura del universo. Alianza Editorial.

Davis, M., Efstathiou, G., Frenk, C. S., & White, S. D. (1985). The evolution of large-scale structure in a universe dominated by cold dark matter. The Astrophysical Journal, 292, 371-394.

Peebles, P. J. E. (1980). The large-scale structure of the universe. Princeton university press.

Roy, A. E., & Clarke, D. (1977). Astronomy-structure of the universe.

Halliwell, J. J., & Hawking, S. W. (1985). Origin of structure in the universe.Physical Review D, 31(8), 1777.

Kamionkowski, M. (2007). Dark matter and dark energy. arXiv preprint arXiv:0706.2986.

Bilić, N., Tupper, G. B., & Viollier, R. D. (2002). Unification of dark matter and dark energy: the inhomogeneous Chaplygin gas. Physics Letters B, 535(1), 17-21.

Sahni, V. (2005). 5 Dark Matter and Dark Energy. In The Physics of the Early Universe (pp. 141-179). Springer Berlin Heidelberg.

Cohen, A. G., De Rújula, A., & Glashow, S. L. (1998). A matter-antimatter universe?. The Astrophysical Journal, 495(2), 539.

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