¿Cómo Sabemos que Hay un 70% de Energía Oscura?

Si eres un fanático del espacio exterior, estoy seguro que has oído que la materia

de la que nosotros, las estrellas y las galaxias están hechas, la Materia Bariónica, solo

suma el cinco por ciento de todo el contenido de nuestro universo.

El veinticinco por ciento es Materia Oscura, una sustancia desconocida y misteriosa; a

dia de hoy, invisible a todos nuestros aparatos.

El setenta por ciento restante es la Energía Oscura, otra sustancia distinta aún más

misteriosa y desconocida, la responsable de la expansión acelerada del Universo.

Una pieza del puzzle que los físicos todavía no saben encajar bien.

La gran pregunta aquí es: Si tan poco sabemos sobre ellas, ¿de dónde salen estos porcentajes?

¿cómo podemos saber cuánto hay de cada una?

Bueno, ¿Recordáis el fondo de microondas, la foto más antigua del Cosmos que tenemos?

Bien, pues aquí está codificada toda esa información.

Pero, dejadme que vuelva al punto de partida: nuestro universo pertenece a una familia de

universos teóricos, los universos de Friedmann Lemaitre Robertson Walker, universos en los

que todos los lugares tienen el mismo aspecto, tal y como confirma nuestra foto de infancia,

del mismo color en todas partes... o ¿no exactamente?

Porque cuando se empezaron a lanzar satélites al espacio para medir con más y más precisión

esta luz ancestral, los físicos se dieron cuenta que esta imagen no es de un solo color,

tiene manchitas ligeramente distintas.

Y con ese “ligeramente” me refiero a cambios realmente sutiles, iguales a cambiar la altura

del edificio más alto del mundo tan solo por unos centímetros.

Si exageramos estas manchas estirando el rango de colores, vemos algo así.

Estas son las Anisotropías del Fondo del Microondas, que no es lo mismo que el Fondo

de Microondas, por mucho que se empeñe la gente en poner la otra foto.

No hay que olvidar qué es lo que estamos viendo aquí: una imagen térmica del plasma

primitivo.

Es igual que el filamento de una bombilla o un hierro al rojo vivo, objetos a diferente

temperatura emiten luz con tonalidades distintas.

Aquí los tonos rojos son las zonas más calientes del plasma, mientras que las azules son las

más frías.

Bien, aquí viene lo bueno: es muy probable que estas diferencias en la temperatura se

debieran a compresiones o dilataciones del plasma, y ¿qué genera este tipo de cosas?

Vibraciones.

Se piensa que el plasma primordial era una especie de medio elástico, un tira y afloja

entre la luz y la materia.

Esta, por acción de la gravedad, tendería a colapsar.

Al comprimir el plasma y subir su temperatura, numerosas reacciones producían luz, y esta

luz empujaba a la materia bariónica en el sentido contrario, expandiendo el plasma y

deteniendo la producción de luz.

Al no haber ya un empuje, la materia volvía a caer y el ciclo comenzaba de nuevo.

Estas compresiones y dilataciones producían unas vibraciones que se propagaban por todo

el plasma.

La suma de todas estas vibraciones es lo que se conoce como Oscilaciones Acústicas de

Bariones.

Bien, pues las anisotropías del fondo de microondas no son otra cosa que una imagen

del final de estas oscilaciones, el momento en el que la luz se larga del plasma y, tras

millones de años de viaje, nos deja una “foto finish” de estas vibraciones.

La cosa está en que la cantidad de materia bariónica, materia oscura y radiación afectaba

en cómo eran estas oscilaciones; cada una influía de manera distinta en las vibraciones.

Por ejemplo, cuanta más materia bariónica hubiera, mayor iba a ser la atracción gravitatoria,

más se iba a comprimir el plasma y más se iba a calentar, así que un universo con mucha

materia bariónica debería tener unas manchitas con diferencias de color más grandes que

un universo con menos cantidad.

Vamos, que midiendo con suficiente precisión cuales son las manchitas de tu universo, puedes

saber qué ha ocurrido en el plasma primordial; cómo ha vibrado.

Y dentro de ese “cómo”, se encuentran las proporciones de las “misteriosas”

componentes del cosmos.

Pero las anisotropías no te dan una única respuesta, solo podemos asegurar que nuestras

proporciones están dentro unos candidatos.

Por un lado esto es debido a que nuestra metodología y nuestra precisión para medirlas no es perfecta

y, por otro, que estas vibraciones sucedieron en un tiempo en el que la energía oscura

todavía no dominaba el Universo, por lo que sus efectos son muy difíciles de determinar.

Estos candidatos oscilan (a dia de hoy) entre universos con un noventa por ciento de energía

oscura hasta universo con un treinta y cinco por ciento, lo que es no tener las cosas nada

claras… Por fortuna, las anisotropías del fondo de microondas no son la única manera

de etiquetar nuestro universo.

Por un lado puedes medir cómo se expande el universo y de ahí deducir qué mezcla

de sustancias lo está expandiendo así.

Esto se hace observando unos eventos curiosos llamados Supernovas de Tipo Ia, explosiones

siempre parecidas extremadamente útiles para medir distancias.

Por otro lado, se puede medir la huella que dejaron las oscilaciones del plasma, una distancia

entre galaxias que se repite por todo el universo, fruto del espacio entre cresta y cresta de

estas vibraciones ancestrales.

Esta se llama la Escala del BAO y también es sensible a las componentes del cosmos,

por lo que sirve para etiquetar el universo.

Cuando pones las tres cosas juntas (Anisotropías, BAO y Supernovas) y ves dónde se solapan,

descartas un montón de posibilidades y te quedas con el famoso setenta, veinticinco,

cinco… aproximadamente.

Estarás conmigo en que es maravilloso saber tantísimo del cosmos sin apenas haber salido

de nuestra planeta… Solo mirando al firmamento.

Pero esta es una suerte que tenemos ahora, porque en el futuro esta luz primordial desaparecerá

del cielo… Pero eso es una historia para otro vídeo.

Y recuerda si quieres más ciencia solo tiene que suscribirte… ¡y gracias por verme!