¿Seguro el universo se expande aceleradamente?

[mente oscura]

Las galaxias más lejanas que han sido observadas, ¿podrían estar convergiendo hacia un punto interno del Universo, aunque en las observaciones parezca lo contrario?

[Zephyros]

Hola!

[mente oscura]

Hola Zephyros.
Como verás soy nuevo y me interesan los temas de astrofísica, aunque tengo muchas dudas y discrepancias con las "teorías oficiales". Cuando leo que alguien dice: "como está demostrado", me vienen las dudas y me gustaría que me remitiesen a esa "demostración".
Un saludo cordial.

[Telescopio]

Hola.

Antes de que te metas en jardines en este foro en materia de cosmología, creo que conviene aclarar unas cuantas cosas.

No existen "teorías oficiales" en ciencias. Existe un método científico que exige dar unos determinados pasos para que una hipótesis se convierta en una teoría científica. Y esta teoría siempre estará sometida a fiscalización, pues bastará con que falle en un aspecto para que sea preciso buscar una nueva explicación.

Las "teorías" no se generan alegremente en una noche de farra, ni tiene la misma consideración la primera ocurrencia que se le venga a la cabeza a una persona (por muy "investigador" o "pensador" alternativo que se considere) que el fruto de un trabajo de observación y análisis que siga esas reglas científicas.

Básicamente, el método científico consta de las siguientes fases:

1) Observación.

2) Inducción: extraer, a partir de determinadas observaciones o experiencias particulares, el principio particular de cada una de ellas.

3) Hipótesis: Planteamiento mediante la observación siguiendo las normas establecidas por el método científico.

4) Probar la hipótesis por experimentación.

5) Demostración o refutación (antítesis) de la hipótesis.

6) Tesis o teoría científica (conclusiones).

Lógicamente, en las distintas ramas de la ciencia hay que aplicar una metodología adecuada a la naturaleza de su objeto de estudio, pero el marco en general es el descrito antes.

En este sentido, la cosmología física es el estudio del origen, la evolución y el destino del Universo utilizando los modelos terrenos de la física. Se parte de observaciones astronómicas y se trabaja con modelos matemáticos cuyos resultados se contrastan con nuevas observaciones. Y si un modelo determinado funciona en la explicación y en la predicción de los fenómenos observados y sale indemne del escrutinio de la comunidad científica se considera como un paradigma hasta que un buen día tropieza con una observación que no encaja, que no puede ser explicada con esa teoría y entonces empieza la búsqueda de un nuevo paradigma.

Un buen ejemplo de esto es la teoría general de la relatividad. Con esta teoría Einstein pudo superar la incompatibilidad entre la teoría especial de la relatividad y la teoría de la gravitación de Newton (ambas plenamente aceptadas por entonces por la comunidad científica) y resolvió los problemas que se daban entre ambas interpretando los fenómenos gravitatorios como simples alteraciones de la curvatura del espacio-tiempo producidas por la presencia de masas.

La teoría general de la relatividad ha sido puesta a prueba exitosamente en multitud de ocasiones (por ejemplo, las lentes cósmicas gravitatorias) Sin embargo, la teoría de la relatividad de Einstein no "funciona" cuando se enfrenta a los fenómenos observados en el mundo subatómico y fracasa totalmente ante las singularidades (allí donde la curvatura del espacio-tiempo se hace infinita, como en el centro de los agujeros negros o las que se supone dio origen al Big Bang). Una singularidad, desde el punto de vista de la física, es una aberración. Es por ello que hay que recurrir a otra cosa: la física cuántica.

En el mundo subatómico es la mecánica cuántica la que permite explicar el comportamiento de la materia y de la energía, pero tanto los postulados que definen la teoría de la relatividad como los que establece la mecánica cuántica están apoyados por una evidencia empírica rigurosa. Sin embargo, ambas se resisten a ser incorporadas dentro de un mismo modelo coherente, lo que obliga a nuevos esfuerzos en pos de esa explicación globalizadora (gravitación cuántica, electrodinámica cuántica, etc).

Resumiendo todo lo dicho hasta ahora: en ciencia no hay nada "demostrado" y si has leído una afirmación de ese tipo es que el que ha escrito eso no tiene ni idea de lo que es la ciencia o el método científico. Por otra parte, la cosmología (como toda la física) es una materia extremadamente compleja y que requiere de unos conocimientos matemáticos muy amplios y profundos para poder seguir "seriamente" una "demostración".

Por ejemplo, en la dirección

http://www.fisica-relatividad.com.ar/temas-especiales/ecuaciones-de-maxwell

tienes la fundamentación matemática de las ecuaciones de James Clerk Maxwell (1831-1879) es una de las obras intelectuales más importantes en la historia de las ciencias y que están en el origen de la física moderna.

Es ahí, en el planteamiento y desarrollo matemático de la teoría correspondiente donde está la "demostración" que reclamas. No basta con decir "El universo converge hacia un punto interno", sino que esa afirmación debe estar sustentada en un conjunto de observaciones (astronómicas, física de altas energías, etc.) y ser el resultado de un modelo matemático que recoja los datos observados y desarrolle un conjunto de ecuaciones que permitan explicar los fenómenos observados y realizar nuevas predicciones. Esa teoría y ese modelo deben ser sometidos al escrutino de la comunidad científica que tratará no sólo de contrastarla, sino de encontrarle los puntos débiles. Si demuestran su falibilidad, pues a desarrollar otra mejor; si no le descubren puntos débiles, pues oye, teoría científica al canto y nuevo paradigma... que funcionará hasta que tropiece con algo que no pueda explicar.

Como ves, esto es bastante más complejo que pedir que te "remitan" la "demostración."

Saludos

[Juanma]

Hola mente oscura, como tu mismo indicas, las observaciones parecen contradecir este punto de vista, por lo que antes de asumir una hipótesis argumentando que quizás interpretamos mal las observaciones es más lógico asumir que lo que vemos es cierto y que lo que está mal es la hipótesis. A fin de cuentas así es como funciona la ciencia, tal y como te ha explicado el usuario Telescopio. Se formula una hipótesis y se extraen unas predicciones que se comprueban experimentalmente. En caso de la astronomía estas pruebas consisten en observaciones.

Por otro lado, me parece que la pregunta es un poco ambigua. ¿A que te refieres con un "punto interno"?
Si te refieres a que toda la materia se ve atraída por algo que está en algún lugar del universo, entiendo que se debería ver un patrón de la luz de los objetos diferente del que vemos. En este supuesto habría objetos alejándose de nosotros,  otros acercándose y otros cuya distancia permanezca más o menos igual. Habida cuenta de que los objetos que se acercan a nosotros se vuelven más "azules" (corrimiento hacia el azul del espectro por efecto Doopler) y que los objetos que se alejan se vuelven mas "rojos" (Corrimiento hacia el rojo), este efecto crearía un mapa de radiación muy diferente del que observamos (en el que la mayoría de los objetos experimentan un corrimiento hacia el rojo, de lo que se deduce la expansión generalizada del universo).

Con esto no quiero decir que esta hipótesis quede refutada, sino que hay una aparente contradicción entre lo que se esperaría ver, y lo que en verdad vemos.
Lo bueno de la ciencia es que no importa lo disparatada que parezca una hipótesis, por lo que uno no debe tener miedo de lo rara o extravagante que sea, siempre y cuando, claro está, esté debidamente formulada y cuente con algún tipo de respaldo experimental.

Un saludo.

[Zephyros]

Hola mente...oscura pues qué quieres que te digamos por aquí, al margen de lo que te han comentado los compañeros del foro. Yo en principio ya que acabas de llegar y lanzar una cuestión y una petición quizás sería interesante conocer tu postura más allá de un "no me lo creo". Es posible que hayas leído muchísimo sobre el tema y puedas rebatir posturas "oficiales". Aquí no nos sentimos obligados a defender ninguna de ellas, de hecho, te han respondido con el método científico y con las limitaciones de las teorías que con el tiempo dejan paso a otras más completas.

Por mi parte desconozco si será cierto o no, si las observaciones estarán bien interpretadas o no, pero me fío más de la gente que lo ha observado, estudiado y teorizado durante muchos años que de alguien ajeno a la materia que niega la validez de los resultados de las que posiblemente sean algunas de las mentes más lúcidas del planeta.

Por cierto lo que te ha puesto Telescopio es un pequeño resumen de cómo se llega a la Teoría Clásica de Campos Electromagnéticos que por cierto para entender algo de ese documento hay que haber estudiado antes los operadores matemáticos implicados y el resto de "aparataje" matemático, y no veas cómo se complican las cosas cuando las coordenadas utilizadas son coordenadas esféricas en vez de cartesianas.

En definitiva, ya que algunos tienen el nobel y todo, y sus resultados han sido aceptados por la Comunidad Científica, lo mismo el que dude también tiene que aportar argumentos en contra, digo yo.

Saludos y bievenido (de parte de otro amante de la Astrofísica)

[mente oscura]

Bueno, parece que entro con mal pie, porque creo percibir una cierta sorna hacia mi ignorancia. La verdad es que mis conocimientos son muy limitados y, además, no me expreso  quizá con corrección.
Telescopio, aunque no entiendo en qué "jardines" me puedo meter, estoy de acuerdo con tus planteamientos sobre el procedimiento científico.
El punto primero: Observación.
Por supuesto, no tengo la posibilidad de hacerla y tengo que aceptar las realizadas por personas mucho más preparadas que yo.
En el punto segundo es cuando choca lo que creía lógico con las nuevas interpretaciones (Ej. Observación de expansión acelerada).
Me parecía un razonamiento, que no discrepaba con mi modesta lógica, aquel que postulaba un Big Bang---expansión---deceleración---inversión y vuelta a comenzar.
Por ello, antes de abandonar del todo esta idea, quería contrastar en este foro mis dudas.
Pienso que al observar, por ejemplo, una galaxia que esté a 300 millones de años luz, lo que vemos es la dirección y velocidad (no sé si aceleración) que llevaba en aquella época (300 millones de años), aunque en la actualidad no sepamos qué es lo que hace: se aleja, se acerca, etc.
No quiero aburriros, así que aquí lo dejo por el momento.
Un saludo a todos.

[mauricio giandinoto]

Hola Mente oscura bienvenid@, pues yo no puedo responderte ni afirmando ni rebatiendo tu razonamiento, ya que de astrofisica o cosmologia no entiendo casi.  A ver... algo he leido en plan general, y esta claro que, de momento, hay expansion en base a las observaciones y metodos que en algnos parrafos han descrito los compañeros.

No creo que entrases con mal pie, pasa que probablemente no fue una presentacion tipica a la que uno esta aostumbrado  del tipo: ..." hola soy tal y tal, de tal sitio, me gusta la astrofisica y me gustaria debatir tal o cual cosa", ...y ya a partir de ahi se va rompiendo el hielo.

El tema es complejo, y teorias que refuten de un plumazo , lo que se ha venido observando, y sin argumentarlas o justificarlas, pues... se hace complicado el exponerlas sin que todo el que entiende un poco del tema...lo  vea con ojos excepticos.

Te pongo un ejemplo: A mi me gustan los aviones, se como funcionan y porque vuelan, lo he leido desde pequeño, y si alguien viene mañana, y me dice que si puede ser que en vez de la sustentacion, lo que los eleva es alguna especie de fuerza que haga que el planeta los rechace, pues honestamente...le mirare con cara rara.

Y dicho esto.....pues bienvenid@   

[mente oscura]

Gracias Mauricio.

[Zephyros]

La gravedad es muy débil y ya se hablaba de un valor de masa/energía llamada crítica que debe haber en el Universo para que la gravedad consiga frenar la expansión y producir un retroceso con el consiguiente Big Crunch. Sin embargo parecía que la masa/energía era la justa como para no frenar del todo la expansión y producir esa vuelta atrás.

Cuando todo estaba así encuentran que se está acelerando. A partir de aquí surgen teorías como la Energía oscura desconocida responsable de esa expansión acelerada, pero queda mucho por delante. Date cuenta que tras el Big Bang si sólo hay una fuerza atractiva que se opone no puede acelerarse, ni ahora ni hace muchos millones de años. ¿qué produce la expansión acelerada? quizás algo "oscuro" pero quién sabe.

Todos estamos muy verdes, no lo dudes

[Telescopio]

Antes de meterse en jardines especulativos y dar lugar a discusiones estériles, lo primero es tratar de entender la situación actual de la cosmología física. Sin ser perfecta, la Wikipedia es al respecto una buena fuente de información, sobre todo si se sabe inglés. Los artículos en español, si bien menos profundos, son también un buen punto de partida:

http://es.wikipedia.org/wiki/Expansi%C3%B3n_del_Universo

http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_del_Universo_a_gran_escala

http://es.wikipedia.org/wiki/Destino_%C3%BAltimo_del_Universo

Si no queremos acabar con controversias de barra de bar, hay que documentarse.

Saludos

[mente oscura]

Hola, aquí, desde el bar:

En 2007, 51 investigadores del High Z Supernova Search Team y del Supernova Cosmology Project Team fueron premiados con el Premio Gruber 2007 (considerado como el premio Nobel de la cosmología).
El resultado de sus observaciones: los objetos (estelares, por supuesto) cuanto más lejos están, más rápido se alejan.

Tema 1: Observación: nada que objetar.
Tema 2: Conclusiones: aquí vienen mis dudas.
Si en el ejemplo, de mi colaboración anterior (300 millones AL), vemos alejarse una galaxia (G1) a velocidad V1, otra  (G2)que esté a 100 millones AL la veremos a velocidad V2. Entonces si se estuviese desacelerando el universo ¿que se observaría?:
V1>V2
Estaríamos observando a G1 con la velocidad que tenía hace 300 M años, en cambio G2 la observaríamos 200 M años más moderna con una velocidad inferior (por estar decelerándose).
Gracias por aguantarme (algunos), y perdón por no expresarme, quizá, mejor.

[Zephyros]

Las galaxias más alejadas se separan a mayor velocidad, pero no es porque están viajando por el espacio. Lo que sucede es que es el espacio el que se expande, no se trata de una "explosión" dentro de un espacio preexistente.

Incluso el espacio al "estirarse" ni siquiera tiene las restricciones de la Relatividad Especial y puede expandirse a más velocidad incluso que la luz.

Yo no descartaría que el universo fuera más grande de lo que vemos, puesto que si en los límites el espacio se está expandiendo a c o a v>c nunca veríamos los objetos limítrofes.

El modelo de Universo con el espacio en expansión (y no los astros alejándose como en n explosión)  se suele explicar con el ejemplo del pastel o bizcocho de pasas. Las pasas serían los astros que no cambian de tamaño y se separan cuando el bizcocho se infla que haría las veces de espacio.

[mente oscura]

Sí, he leído las explicaciones sobre la semejanza al bizcocho de pasas, al del globo con pegatinas, a las hormigas en el balón que se infla, etc.; pero, en el espacio intergaláctico, ¿qué es lo que hace que éste funcione diferente al espacio dentro de la galaxia?, ¿porqué no se infla también el espacio, llamémosle; interestelar galáctico; o, incluso, en el sistema solar?
En esas semejanzas viene, a mi entender, implícita la idea de alguna "sustancia" con elasticidad, llámese "éter" espacial o de otra forma, pero ¿dónde se ha observado?, ¿no actúa en el sistema solar o a escala galáctica?
No sé pero me hago un tremendo lío con estas cosas.
Un cordial saludo.

[Juanma]

En teoría las galaxias o el sistema solar no se "infla" porque está sujeto gracias a las fuerzas gravitatorias de los objetos que los componen. Incluso nosotros mismos no nos "inflamos" con la expansión gracias a las fuerzas electromagnéticas a nivel molecular.