El modelo cosmológico

En el intento de seguir la exposición de las ideas, el lector estará haciendo un importante esfuerzo intelectual para imaginar las entidades de los distintos niveles de la naturaleza, viéndola desde nuevas perspectivas y con otras ópticas. Casi sin darnos cuenta, nos hemos sumergido en lo más pequeño, para explicar: qué es la gravedad y qué entendemos por masa. Pero ahora deberemos redoblar el esfuerzo, pues nos enfrentarnos también a lo inmensamente grande del nuevo modelo cosmológico para aplicar lo anteriormente deducido. ¡Vamos a ello!

Telescopio espacial Hubble
Telescopio espacial Hubble. Imagen de la NASA

Como sabemos, la gravedad es la fuerza que tiende a compactar la materia-energía de una determinada región espacial en el volumen más pequeño que sea posible. Pero, cuanto más concentrada está la materia, mayores son los desequilibrios energéticos entre las zonas externa e interna del sistema. La naturaleza intenta compensarlo haciendo fluir la energía entre la materia de la forma más eficiente posible, creando “caminos” para estos flujos. Es lo que denominamos circulación convectiva. Se da en los estados materiales fluidos (líquido y gas) y en el plasma, es cíclica y se manifiesta en todas las escalas naturales.

By User:Oni Lukos - Treball propi, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1479796
Convección. Gráfico de Oni Lukos – Treball propi

En esta ocasión, partiremos desde la escala planetaria, para poner como ejemplo a los flujos de materia fundida del interior de nuestro planeta, e iremos ascendiendo en tamaño, para fijarnos en las circunvoluciones del plasma super-energético en estrellas como el Sol. Podemos estudiar estas dinámicas materiales describiendo campos en coordenadas cuyas líneas rotan envolviendo varias superficies toroidales concéntricas. Los movimientos cíclicos de las cargas eléctricas de la materia generan campos magnéticos que son manifestaciones energéticas que también podemos representar, recurriendo a la teoría de campos

http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2013/11/Earth_s_magnetic_field
Representación artística del campo magnético de la tierra. ESA

 

Artist’s impression of the ESA–NASA Solar and Heliospheric Observatory, SOHO, with the Sun as seen by the satellite’s extreme-ultraviolet imaging telescope on 14 September 1999
Representación artística del sol y el observatorio heliográfico SOHO de ESA–NASA

Los resultados de esta forma de análisis son satisfactoria hasta ciertas escalas, sin embargo, encontramos dificultades al pasar a las escalas superiores, por ejemplo, en las galaxias que, como sistemas materiales fluidos que interactúan gravitacionalmente, funcionan de forma similar, es decir, concentrando la materia de los sistemas estelares de una determinada región espacial y tendiendo a evolucionar por agrupamiento o absorción de las galaxias menores, para formar super-galaxias espirales. Estas poseen concentraciones de materia-energía impresionantes y soportan dinámicas de flujos moviéndose a velocidades relativistas, cuyos resultados matemáticos están indefinidos en la zona central, donde albergan uno o varios agujeros negros que son la puerta de entrada hacia lo que llamamos “singularidad”. Un escollo que debemos salvar, si queremos describir un modelo de Cosmos coherente para esta nueva cosmovisión.

Possible structure of galaxy UGC05101’s central core
Esta representación artística ilustra la posible estructura del núcleo central de la galaxia UGC05101, situada en la constelación de la Osa Mayor. Imagen de JAXA. ESA

La imagen que tenemos de un agujero negro es la de un lugar del espacio donde se acumulan masas ingentes y cuya atracción gravitacional es tan fuerte que de ella no puede escapar ni la luz. Algunos divulgadores científicos acompañan sus hipótesis con representaciones artísticas donde se muestra una gran esfera negra, en el centro de una de estas galaxias, de la cual emana la llamada “radiación de Hawking”; lo que resulta completamente antinatural, en primer lugar, porque la idea de un agujero es cóncava y no convexa y, en segundo lugar, porque, a pesar del gran esfuerzo intelectual realizado por: Stephen Hawking y los otros grandes pensadores que intervinieron en el desarrollo de la teoría que pretende explicar esa fuente de radiación, no se termina de entender cómo es posible que existan estas emanaciones tan energéticas en el punto donde se supone la máxima fuerza de absorción gravitatoria.

By Urbane Legend (optimised for web use by Alain r) (en:Image:BlackHole_Lensing_2.gif) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons
Observación de un agujero negro

 

Black-hole wind sweeping away galactic gas
Representación artística de un agujero negro galáctico. ESA/ATG medialab

Por eso, si queremos encontrar una imagen alternativa, más acorde con las observaciones realizadas, debemos recordar que la idea de los agujeros negros surgió como consecuencia de la obtención de una solución válida para las ecuaciones de la gravitación de Einstein, que tiene en cuenta el giro y la torsión en sistemas de simetría esférica, propuesta por Karl Schwarzschild; para lo cual, éste dividió el espacio-tiempo en cuatro zonas. Dos de ellas estarían unidas por una singularidad que separa dos horizontes de sucesos: uno perteneciente a un agujero negro, donde se produce el efecto de absorción, y otro asociado a un “agujero blanco” con efecto opuesto, de impulsión. Trasladando esto a la imagen real de una galaxia espiral, de las más evolucionadas, nos daremos cuenta de que, en realidad, lo que se nos muestra es solo la primera parte de la evolución de un sistema cíclico que comienza concentrando la materia en los agujeros negros, permaneciendo estos invisibles en las capas más profundas del bulbo galáctico. En éstos la materia alcanza velocidades que hacen que el tiempo se dilate tanto que probablemente sea preciso esperar millones de años, talvez más de los que tiene nuestro universo, para observar cómo es expulsada de nuevo por los agujeros blancos y constatar los efectos de la acción cíclica conjunta con los agujeros negros teorizada por Schwarzschild.

This artist's impression shows the thick dust torus that
Representación artística de un agujero negro super-masivo. ESA / V. Beckmann (NASA-GSFC)

Pero, en escalas menores, no es necesario esperar tanto para encontrar ejemplos de estas dinámicas, aunque técnicamente no se les deba llamar agujeros blancos. En las nebulosas planetarias (especialmente las bipolares) se ha observado que, cuando se alcanza la masa crítica en el seno de algunas estrellas, se producen inmensas explosiones o eyecciones de plasma y energía, de forma más o menos simétrica. La pregunta que surge inmediatamente es: ¿cómo se manifestará un agujero blanco galáctico? En este sentido, se ha especulado con la posibilidad de que lo haga de forma violenta, con explosiones esféricas de muy corta duración, y de que alguno de los grandes eventos explosivos observados ya, en el universo, a los que se haya catalogado como grandes supernovas, puedan haber sido en realidad episodios de este tipo. Pero, también es posible que la naturaleza haya creado vías diferentes para la absorción y la expulsión de la materia-energía, como en todo proceso convectivo; y que, transcurrido el tiempo pertinente, se observe cómo del centro de las galaxias espirales brotan dos fuentes de materia super-energética en direcciones opuestas ─no necesariamente tendría que ser perfectamente simétricas─; al tiempo que otra materia sigue condensándose en su disco de acrecimiento en un proceso cíclico muy activo, pero diferente a la explosión esférica. Lo que podría estar poniendo de manifiesto que, lo que ya estamos observando, en forma de jet o de blazar, en: los cuásares, los púlsares o las radio-galaxias; puedan ser ejemplos a menor escala de esos agujeros blancos que estamos buscando.

Butterfly death throes
Imagen de la nebulosa de la mariposa. NASA/ESA/Hubble SM4 ERO Team


 

¿Qué piensas sobre esto? Deja un comentario