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La nebulosa Carina, un panorama de gas, polvo y estrellas, vista en infrarrojo por el telescopio VL T, en Chile. 1 Eso 1 T. PRE IBISC H

Ocho misterios del universo Fenómenos como la energía oscura que estira el cosmos, la era en que se formaron las galaxias o el calor del Sol se resisten a las explicaciones de la ciencia

ALICIA RIVERA Madrid

¿Qué buscan los astrónomos cuando miran al cielo? Todo tipo de fenómenos y astros, por su­puesto. Incluso se asoman al uni­verso tal y como era cuando ape­nas habían transcurrido unos mi­nutos desde la gran explosión del Big Bang. Han adquirido una in­gente cantidad de conocimientos de notable precisión sobre cómo nacen las estrellas, cómo se distri­buyen las galaxias en el cosmos, de qué está hecho este, etcétera. Pero cuantas más respuestas ob­tienen, más incógnitas emergen y las preguntas fundamentales, los retos más difíciles, van cam­biando. Hoy aún destacan ocho profundos misterios en la astro­nomía, según la perspectiva de la revista científica Science. El más candente, la llamada energía os­cura que está estirando el univer­so más de lo esperado, podría ser un misterio para siempre, aventu­ran los expertos. Otros, como los detalles de las explosiones estela­res o los mecanismos subyacen­tes al intenso calor de la corona solar, quizá se descifren pronto.

» Energía oscura. Desde que ha­ce 13.700 millones de años nació en una gran explosión, el univer­so se expande, como un globo que se hincha, y las galaxias se alejan unas de otras. Así seguiría hasta que, si hubiera suficiente masa, la atracción gravitatoria haría que en algún momento em­pezara a replegarse y acabaría de nuevo todo comprimido. Caso de no haber suficiente masa en el cosmos, la expansión no cesaría nunca. Hace 14 años, unos cientí­ficos se llevaron la gran sorpresa: la expansión del universo, en lu­gar de ralentizarse, se acelera.

Los datos vencieron el escepticis­mo inicial, y hasta tal punto el descubrimiento se considera sen­sacional que se llevó el último Premio Nobel de Física. Se ha de­nominado la energía oscura, pe­ro nadie sabe qué es lo que está actuando para producir esa acele­ración de la expansión.

La mejor explicación para mu­chos es la constante cosmoló-gica que propuso Einstein - aunque luego la rechazara- y que sería "una propiedad del vacío que esti­raría el espacio-tiempo", analiza Science. También podría ser un nuevo tipo de fuerza, algo llama­do la quinta esencia del universo.

'Science' plantea los enigmas que fascinan a los astrónomos

Los científicos aún ignoran qué acelera la expansión del universo

"Por último, la energía oscura po­dría ser una ilusión, un signo de que la comprensión que los cienti­ficos tienen encapsulada en la re­latividad general no es correcta", continúan estos expertos.

» Materia oscura fría o calien­te. Según los cálculos actuales, so­lo el4,6% del universo es materia común, los átomos y particulas que forman todo lo que vemos. El 72% es energía oscura, y el 23% no está mucho más claro: es la deno­minada materia oscura. No absor­be ni emite luz en cualquier longi-

tud de onda que se mire, pero ma­nifiesta su presencia por su efecto gravitatorio, sobre todo, en las ga­laxias. Según una teoría, la mate­ria oscura estaría compuesta de desconocidas partículas elemen­tales pesadas, lentas - frías- de masa entre una y mil veces la del protón. Pero las observaciones, cálculos, hipótesis y simulaciones no cuadran de todo; y otra opción es que la materia oscura sea ca­liente, con partículas igualmente desconocidas, pero con una masa de unas pocas millonésimas de las del protón. Para buscar res­puestas hay varias iniciativas, co­mo la observación de galaxias y las estructuras que forman. Pero también el gran acelerador LHC puede encontrar la clave, ya que tal vez encuentre, si existen, nue­vas particulas que serían buenas candidatas a materia oscura.

» Los átomos perdidos. "Para describir el universo uno necesi­ta saber qué hay en él y dónde residen sus componentes", plan­tea Science. "Pero los astrónomos están lejos de completar el inven­tario". No solo se resiste la ener­gía oscura y la materia oscura. Más de la mitad de la materia bariónica, los protones y neutro­nes de los átomos ordinarios de las estrellas, los planetas, el gas y polvo del universo sigue pendien­te de cuadrar en el balance. Los cosmólogos han calculado la den­sidad de los bariones en el univer­so primordial y, aunque el cos­mos ha cambiado mucho desde entonces, la misma cantidad de­bería estar en el presente. Pero el recuento actual no casa: las ga­laxias suponen ellO% de la mate­ria bariónica; otro lO% es el gas intergaláctico y un 30% más está en las acumulaciones de gas frío en el espacio. Los físicos sospe-

chan que el 50% de materia bariónica que falta está en forma de un plasma caliente y difuso del medio intergaláctico.

» Explosiones estelares. Las es­trellas nacen, viven y mueren. Y su destino depende de su masa. En su interior, un reactor de fu ­sión la hace lucir y evita su colap­so bajo el efecto de la gravedad. Pero el combustible, hidrógeno, se acaba. Si la estrella es, al me­nos, ocho veces más masiva que el Sol, cuando se apaga el reactor se hunde; se forma en el centro una compacta estrella de neutro­nes y las ondas de choque genera-

El gran acelerador LHC busca la clave de la materia oscura

En el sistema solar persisten incógnitas sobre las diferencias entre planetas

das en el proceso hacen que sal­gan disparadas las capas exterio­res en una explosión de superno­va, que puede brillar más que la galaxia que la aloja. Si la estrella es aún más masiva se formará al final un agujero negro. Otra posi­bilidad es que dos estrellas estén orbitando una en torno a otra y una atraiga materia de la vecina hasta que colapsa y genera una brillante explosión. Pero sobre estos procesos hay muchas incóg­nitas: ¿cuánta materia debe ro­bar una a otra en el último caso? ¡_Cuánto tarda el proceso? ¡_Có-

mo se forma un agujero negro?

» Primeras estrellas y galaxias. Tras el Big Bang, el universo em­pezó a expandirse y a enfriarse. Hace unos 400.000 años, los pro­tones y electrones se habían en­friado suficiente como para for­mar átomos de hidrógeno neutro, y los fotones, las particulas de luz, pudieron empezar a viajar libre­mente. El universo se hizo trans­parente. Pero cientos de millones de años después, algo arrancó de nuevo los electrones de los áto­mos y la mayor parte de la mate­ria del universo se convirtió en el plasma ionizado que permanece hasta hoy. ¿A qué se debió? Los telescopios son capaces de ver el universo en su infancia, cuando tenía 400.000 años. Pero entre esa transparencia y las galaxias formadas hubo un periodo oscu­ro, en el que tuvo lugar la ioniza­ción, inaccesible por ahora a nues­tros observatorios. Fue en esa era oscura cuando se originaron las primeras estrellas y galaxias.

» Rayos cósmicos superenergé­ticos. Los rayos cósmicos son par­ticulas eléctricamente cargadas - protones, electrones y núcleos atómicos de hidrógeno o helio­que bombardean constantemen­te la Tierra procedentes del espa­cio. Son de diversa energía y se generan, por ejemplo, en el Sol o en objetos de nuestra galaxia. Pe­ro también pueden surgir en el entorno de agujeros negros o en las explosiones de rayos gamma. El origen de los más potentes, con energías hasta 100 millones de ve­ces superiores a las partículas que circulan en los aceleradores de vanguardia, son un enigma.

» El extraño sistema solar. Des­de que se descubrió el primer pla­neta extrasolar, hace 17 años, se han detectado más de 700. Los hay de todo tipo: grandes, peque­ños, rocosos, gaseosos, fríos, inclu­so en órbita de dos astros. Pero la diversidad y la incógnita esta tam­bién en casa: los astrónomos no acaban de explicarse muchas co­sas de los ocho planetas que giran alrededor del Sol. Mercurio, Ve­nus, la Tierra y Marte son rocosos con núcleos metálicos, pero dis­tintos. Basta ver la habitabilidad de la Tierra y el infierno de atmós­fera densa de Venus o el desierto Marte. Júpiter Saturno, Urano y Neptuno tienen sus característi­cas. Los cientificos tienen explica­ciones para muchas diferencias, como la distancia al Sol o su for­mación y primera evolución, pero faltan importantes detalles.

» El ardiente Sol. De nuestra es­trella se sabe mucho, pero noto­do. La atmósfera del astro, la coro­na, alcanza temperaturas que van desde los 500.000 grados centi­grados hasta seis millones de gra­dos. Se comprende básicamente cómo se calienta esa corona y, sin duda, hay mucha energía en el in­terior del Sol que emerge a la su­perficie por los campos magnéti­cos. Pero sobre el mecanismo de transporte de calor hacia el exte­rior, no hay acuerdo entre los ex­pertos. Aunque se observa la es­trella con telescopios en el espa­cio y en tierra, los físicos aún no pueden medir directamente mu­chas propiedades cruciales. Los nuevos observatorios en prepara­ción pueden dar respuestas.