magazine de la ciencia - gustavo esteban romero. el modelo estándar de la cosmología (entrevista)

8/16/2019 Magazine de La Ciencia - Gustavo Esteban Romero. El Modelo Estándar de La Cosmología (Entrevista)

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El Modelo Estándar de la Cosmología

Entrevista de Magazine de Ciencia al PhD. en Ciencias Físicas Gustavo Esteban Romero

Una entrevista exclusiva al PhD. en Ciencias Físicas Gustavo Esteban Romero. Entre los temas tratados seencuentran: una breve historia de la Cosmología Moderna, el Modelo LambdaCDM, el es!aciotiem!o de De "itter, el

#ig #ang $ las Fluctuaciones Cu%nticas, la Constante Cosmol&gica, la Materia 'scura, la Energía 'scura, los (gu)eros *egros, los +uasars, los #laars, la -adiaci&n C&smica de Fondo, la !olariaci&n de modo#, la radiaci&n de Cherenov,otras teorías Cosmol&gicas, la /eoría M, la divulgaci&n de la Cosmología en medios, los a!ortes de la Filoso0ía $ sobresus traba)os de investigaci&n en la actualidad.

Introducción

El Modelo Estándar de la Cosmología, más conocido como Lambda-CDM, es una teoría Astrofísica que describe laestructura y evolución a gran escala de todo el niverso! Es consistente con la Mecánica Cuántica, la "elatividad #eneral, y actualmente es el más acorde con las observaciones astronómicas vigentes al incluir las $i%ot&ticas materia oscura y energíaoscura!

'ara darnos una e(%licación más detallada de este modelo, su estado actual y limitaciones, Maga)ine de Ciencia se re*necon el Dr! #ustavo Esteban "omero, quien se licenció en Ciencias +ísicas en el ao .. en la niversidad /acional de La'lata, y se doctoró en la misma institución en el ao ..0! En ..1 y ..2 traba3ó en el 4nstituto Astronómico y #eofísico de5an 'ablo en 6rasil, desde .. en el 4nstituto Argentino de "adioastronomía7 entre ..0 y 8999, y desde 899: en laniversidad /acional de La 'lata!

;a sido 'residente de la Asociación Argentina de Astronomía, dos veces 'remio 6ernardo ;oussay del Ministerio de

Ciencia y


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Acontecimientos históricos en la Cosmología Moderna

La Cosmología Moderna se origina en el ao .1 con la %rimera a%licación que $ace Albert Einstein de la


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'ocos aos des%u&s el astrónomo británico Art$ur Eddington el que $abía originalmente contrastado las %rimeras%redicciones de la "elatividad #eneral en el famoso ecli%se de .., muestra que el modelo original de Einstein conConstate Cosmología era inestable! A %artir de entonces Einstein com%rende que un estado estacionario %ara el niversono es %osible y en .: 3unto con >illem De 5itter %ublican un artículo en el cual Einstein retira la constante cosmológicade sus ecuaciones y declara que el $aberlas introducido fue el error más grande de su carrera científica!

En los aos siguientes la teoría de un niverso en evolución adquiere cada ve) más ím%etu, en .B #eorge #amo@ %ostula la e(istencia de una %osible radiación de fondo generada cuando el niverso estaba en un estado e(tremadamentecom%acto, %or a$í %odemos discutir un %oquito más en detalle de qu& se trata esta radiación! 'or la misma &%oca se%ro%one una idea alternativa del niverso en e(%ansión que es la idea del llamado estado estacionario con creacióncontinua de materia, %ro%ugnada +red ;oyle, ;ermann 6ondi y


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que se descubrió a %artir de ..1! FCuáles son esas modificacionesG En la relatividad general modificarla en la mismamanera que la $abía modificado Einstein en .1 introduciendo en las ecuaciones de cam%o un t&rmino con ConstanteCosmológica!

El efecto de introducir este t&rmino en las ecuaciones de Einstein es dotar a la gravitación de la %osibilidad de actuar en

forma re%ulsiva sobre ciertas escalas es%aciales, escalas es%aciales muy grandes! Entonces, cuando el niverso es %equeoen eta%as tem%ranas de su evolución domina la fuer)a atractiva de la gravedad y en eta%as %osteriores cuando la densidadde energía del niverso cae significativamente domina la acción re%ulsiva de la gravitación lo cual da lugar a unaaceleración del niverso!

La otra modificación que introduce el modelo Lambda-CDM es en el contenido de materia del niverso7 %ara %oder darcuenta de esa dinámica observada del niverso se debe agregar una com%onente nueva en la fuente del cam%o gravitacionalque es una com%onente de materia oscura! La materia oscura es materia que no radía electromagn&ticamente, no la%odemos ver, no la %odemos detectar %or medio de los fotones que emite, no está formada %or %artículas bariónicas ni %or%artículas cargadas, es una materia cuyo origen no se es%ecifica en el modelo Lambda-CDM, %ero esa materia si e3erce unefecto gravitacional o sea es materia que interacciona solamente en forma gravitacional!

Es una $i%ótesis muy fuerte que %ostula una nueva com%onente en la ontología del mundo, $ay una cierta com%onentedel niverso cuya naturale)a no conocemos7 y el %recio que %agamos %or ace%tar esa com%onente es alto desde el %unto de vista ontológico, %ero nos %ermite dar cuenta de la fenomenología observada con muy buena %recisión!

Entonces, esas son las dos modificaciones básicas que $ace este modelo, el modelo Lambda-CDM en las teoríasfundamentales de la física7 %or un lado modifica las ecuaciones de Einstein %ara admitir re%ulsión gravitacional a trav&s dela constante cosmológica, y %or otro modifica el contenido de materia que se su%one e(iste en el niverso ace%tado lae(istencia de una clase de materia que no conocemos en la tierra, que no interact*a con el resto de la materia de la mismaforma que la materia normal, no interact*a electromagn&ticamente %ero si interact*a %or medio del cam%o gravitacionalque genera!

eometría ! Topología del "niverso

La to%ología del niverso de%ende básicamente de la geometría local del niverso y de las características de la forma delniverso a gran escala! Localmente la geometría del niverso viene determinada %or el contenido de materia del niversoa trav&s de las ecuaciones de Einstein! Las observaciones %arecen a%untar a que la geometría del es%acio-tiem%o es %lana, sinosotros cortamos el es%acio-tiem%o que tiene dimensiones, : es%aciales y una tem%oral, en su%erficies de : dimensiones%uramente es%aciales, si medimos distancias sobre las su%erficies es%aciales cortadas a tiem%o igual constante del es%acio-tiem%o obtenemos que a%ro(imadamente sobre cada su%erficie vale una geometría euclídea7 o sea, si dibu3amos un


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triangulo la suma de los ángulos vale 29H7 se dice que el niverso es %lano en ese caso!

En cuanto a la to%ología que es la forma a gran escala del niverso, $ay distintas %osibilidadesI el niverso %uede serfinito o infinito, %uede ser %lano, cerrado o abierto7 y %uede ser sim%lemente cone(o, como %or e3em%lo lo es una esfera, om*lti%lemente cone(o como %uede ser un anillo o cualquier su%erficie que tenga agu3eros en el medio! "es%ecto a si es

finito o infinito, la res%uesta es que no sabemos cuál es la situación7 $ay ra)ones %ara %ensar que el niverso es finito %eroque carece de bordes, %ero la situación no es clara y es una situación que debe definirse observacionalmente!

En cuanto a cuál es la forma local del niverso ya di3imos que esta forma es %lana, o sea el niverso es euclídeolocalmente las distancias se miden como se miden en un %lano euclídeo y res%ecto a si es sim%lemente cone(o om*lti%lemente cone(o la res%uesta a eso es que tam%oco lo sabemos, no sabemos si la to%ología del niverso ace%taagu3eros o no, la e(istencia de agu3eros serían los que se suele llamar agu3eros de gusanos, >orm$oles en ingles, seríancone(iones to%ológicas entre distintos %untos del es%acio-tiem%o! 5i estas cone(iones e(isten o no, es un tema abierto y deinvestigación!

= sea, que en este momento es %oco lo que %uede decirse sobre la to%ología del niverso7 %odemos decir muc$o mássobre su geometría y en %articular sobre su geometría local ya que las mediciones cosmológicas que $acemos nos %ermiten

sacar conclusiones bastantes contundentes al res%ecto y %odemos afirmar que el niverso es %lano localmente con una altaseguridad!

El espacio-tiempo de De #itter

Este es un modelo de la "elatividad #eneral del niverso en el cual en las ecuaciones de Einstein el miembro de laderec$a de las ecuaciones que es el que re%resenta al contenido de materia del niverso se toma como cero, básicamente sesu%one que no $ay materia en el niverso7 %ero si se modifican las ecuaciones de Einstein en el miembro de la i)quierda,que es el que determina la geometría del es%acio-tiem%o, %ara incluir una constante cosmológica!

Entonces, esencialmente el es%acio-tiem%o de De 5itter es un es%acio-tiem%o que está des%rovisto de materia %ero que

tiene una estructura dinámica debido a la %resencia de esa constante cosmológica, esencialmente es un niverso que estáen e(%ansión donde el es%acio-tiem%o se e(%ande %ero que carece de materia!

El $ig $ang ! las %luctuaciones Cuánticas

El modelo Lambda-CDM es un modelo que no %uede des$acerse de la %resencia de un 6ig 6ang! 'or 6ig 6ang entiendouna singularidad una inca%acidad de la teoría %ara %redecir qu& es lo que sucedió en el comien)o de la e(%ansión delniverso! La ra)ón %or la cual la teoría no %uede decir nada acerca del comien)o del niverso es %orque el es%acio-tiem%o


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mismo de3a de estar definido en el 6ig 6ang! El 6ig 6ang no es una cosa, no es un momento del tiem%o, no es un lugar, el6ig 6ang es sim%lemente una e(%resión que utili)amos %ara decir que las ecuaciones de Einstein no son válidas más en uncierto rango de a%licación de la teoría! La teoría en cierta forma %redice su %ro%ia falla al intentar ser e(tra%olada adensidades e(tremadamente grandes, la teoría da infinito! Cuando uno obtiene infinitos en una teoría física el significadode esos infinitos no es que e(isten ob3etos con %ro%iedades físicas infinitas sino que la teoría de3a de ser a%licable!

En el modelo Lambda-CDM con ciertas $i%ótesis res%ecto a la densidad del niverso y las condiciones de e(%ansiónactuales del niverso uno obtiene necesariamente un infinito al comien)o de la e(%ansión! Entonces, eso lo que quieredecir es que el modelo Lambda-CDM no %uede $ablar, no le es %osible obtener %ro%osiciones a %artir de ese modelo sobrecómo se originó el niverso! A$ora, lo que sí se %uede obtener es información sobre cómo se formó la estructura delniverso una ve) que comen)ó la e(%ansión y a$í es donde entra el tema de las fluctuaciones cuánticas! 5i %oco tiem%odes%u&s de que comen)ó la e(%ansión e(istía un cam%o con fluctuaciones cuánticas entonces esas fluctuaciones $abríansido magnificadas, $abrían sido aumentadas %or la e(%ansión acelerada inicial del niverso, se llama el %eriodoinflacionario y en esa magnificación es donde se $abrían formado las %rimeras semillas de lo que sería des%u&s la estructuradel niverso!

Entonces, el modelo Lambda-CDM no %uede des$acerse de los %roblemas que tienen todas las teorías con singularidad

en su comien)o, %ero sí %uede incor%orar fluctuaciones en las %rimeras eta%as de la evolución del niverso, cuánticas, %ara%oder e(%licar luego la formación de estructura del niverso conocido! Lo que quiero enfati)ar que el modelo Lambda-CDM, como la totalidad de los modelos cosmológicos, no son modelos sobre el origen del niverso sino son modelos sobrela evolución y la formación de estructura del niverso, no nos dicen nada sobre cómo se originó el niverso, sino cómoevolucionó a %artir de unas ciertas condiciones iniciales que el modelo debe fi3ar!

&uasars ! Agu'eros (egros

La


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cosmológico, no %odía ser algo que se estuviese moviendo dentro de la gala(ia o en el medio intergaláctico con unmovimiento %eculiar, era demasiada alta la velocidad!

Entonces, eso %lanteó un serio %roblema que era el %roblema de la energ&tica de estas fuentes de radio, entonces noidentificadas, ya que la fuente era muy le3ana, la fuente era variable %or lo cual era muy com%acta, se %odía inferir que era

muy com%acta7 cambiaba su brillo sobre escalas de tiem%o muy cortas y %or tanto la luminosidad intrínseca de esas fuentestenía que ser enorme, muc$o más de la que %ermitía obtener, que es %osible obtener, %or medio de reaccionestermonucleares que son las que dan su energía a las estrellas!

FCuál es la fuente *ltima de energía en un ob3eto como un JuásarG esa %regunta es la que se %lantearon los científicos, en%articular los astrofísicos $acia %rinci%ios de .B y la res%uesta vino de la mano de 5al%eter y /oviov, ellos 3unto conKeldovic$ %ro%usieron que agu3eros negros de muy alta masa %odían estar acretando materia en el centro de ciertasgala(ias y ese %roceso de acreción %uede liberar muc$a más energía que las reacciones termonucleares! Entonces, losagu3eros negros %ostulados %ara e(%licar la energ&tica de estos ob3etos e(óticos $icieron su irru%ción en la astrofísica comouna $i%ótesis de traba3o!

Al %oco tiem%o /oviov y Keldovic$ %ro%onen que la acreción sobre agu3eros negros de masas estelares dentro de

nuestra %ro%ia gala(ia %odía dar lugar a fuentes de rayos ! Con el desarrollo %or %arte de #iacconi y de otros de laastronomía de rayos , utili)ando co$etes y sat&lites fue %osible descubrir los %rimeros candidatos de agu3eros negros ennuestra gala(ia, ob3etos como Cygnus - y otros! Desde entonces los agu3eros negros son una %arte fundamental denuestra re%resentación de los %rocesos astrofísicos que ocurren en el niverso, ob3etos como los Micro Juásares, losJuásares, n*cleos de gala(ias activas, los Nets tanto galáctico como e(tragalácticos7 se cree que están generados %oragu3eros negros que acretan materia de su entorno!


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que 3uegan los agu3eros negros en el funcionamiento de nuestro niverso!

Los $la)ars

Los 6la)ars son una es%ecie de n*cleos galácticos activos, o sea el centro de gala(ias donde agu3eros negros que están

comiendo a la gala(ia, acretando materia de su entorno, %roducen c$orros de %lasma, eyecciones de %lasma relativista muy bien colimados, esas eyecciones se llaman Nets y un 6la)ar en realidad es lo que se llama un Juasar, %ero donde el Net estáa%untando en la dirección del observador!

Entonces, nosotros estamos recibiendo esa radiación en la dirección que se emite %or lo cual está muy %otenciada ennuestro sistema de referencia y el ob3eto %arece %articularmente brillante! 'arece ser que las distintas clases de ob3etosIJuasars, 6la)ars, otros n*cleos activos de gala(ias, radiogala(ias, forman un continuo, una misma clase de ob3etos, dondelos cambios son res%ecto a la línea de la visual de la orientación del Net, o sea %arece ser una misma fenomenologíaaltamente isotró%ica que %resenta un diferente as%ecto de acuerdo a cómo es nuestra orientación con res%ecto al sistema,entonces los 6la)ars serian la manifestación más e(trema del fenómeno de los n*cleos galácticos activos, gala(ias que estánsiendo devoradas %or los agu3eros negros!

El CM$ *+adiación de %ondo de Microondas,

El CM6, el +ondo Cósmico de "adiación, es la radiación que se %roduce cuando el niverso recombina %or %rimera ve)!FJu& significa que recombina %or %rimera ve)G 5ignifica que el niverso a medida que se va e(%andiendo se va enfriando,en un momento la tem%eratura era suficientemente alta como %ara que la materia que formaba el niverso estuvieseioni)ada, esto es %ara que los electrones estuviesen se%arados de los n*cleos, eso forma un estado de la materia que seconoce como %lasma7 entonces, en ese estado de la materia los fotones quedan auto-absorbidos %or el %lasma y no %uedenesca%ar, cuando el sistema se e(%ande la tem%eratura cae y %or deba3o de una cierta tem%eratura, que es la llamadatem%eratura de recombinación, los electrones %ueden ser ca%turados %or los n*cleos de los átomos y se forman átomosestables!

Esos átomos tienen una o%acidad, una ca%acidad de absorber fotones distinta que el %lasma, entonces se %roduce uncambio abru%to en la o%acidad, el medio se vuelve trans%arente y la radiación que $asta entonces estaba absorbida %or el%lasma a$ora esca%a a trav&s de los átomos ya formados! Entonces, al esca%ar esa radiación forma un fondo de radiaciónque aun $oy %uede ser detectado, la tem%eratura de esa radiación $a ido decreciendo con el %aso del tiem%o debido a lae(%ansión del niverso y actualmente está en el orden de los 8!18 grados Oelvin!

Es como cuando uno %rende un $orno muy caliente, luego lo a%aga y acerca la mano al $orno y detecta alg*n ti%o deradiación %or e3em%lo en el infrarro3o debido al calor que todavía sale del $orno7 en cierta forma el calor que detectamos del


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$orno es el indicio de que el $orno en alg*n momento estuvo %rendido7 lo mismo sucede con la radiación de fondo cósmico,la radiación que nos muestra que el niverso en alg*n momento estuvo en un estado muc$o más denso y %asó %or lo que%odemos llamar un estado de %lasma! Actualmente el niverso está esencialmente formado %or materia no ioni)ada,$idrógeno neutro y otros elementos más %esados! Es resultado de la recombinación que se %rodu3o unos :99!999 aosdes%u&s del comien)o de la fase de e(%ansión!

Esa radiación %uede ser detectada en la tierra %or medio de radiotelesco%ios, %or e3em%lo 64CE'8 un radiotelesco%io que$a funcionado en la Antártida7 e(%erimentos futuros tambi&n %lanean detección desde la


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lu) de esta radiación C$erenov %roducida %or rayos #amma en la alta atmosfera, la concentran en un foco del telesco%iodonde $ay una cámara foto-multi%licadora, y a %artir de este registro de la lu) C$erenov uno %uede reconstruir la emisión#amma!

Entonces, esencialmente son telesco%ios de rayos #amma %ero que o%eran en el rango ó%tico a %artir de la detecciónde lu), destellos muy, muy rá%idos de lu) en la atmósfera! La t&cnica es muy com%le3a %orque cuando uno trata de detectarun rayo #amma tienen toda la contaminación de fondo que %roducen los rayos cósmicos que normalmente siem%re están%resentes en la alta atmósfera, rayos cósmicos de origen solar o tambi&n rayos cósmicos que vienen de fuera del sistemasolar entonces $ay que saber diferenciar aquellas cascadas, aquellas lluvias C$erenov %roducidas %or rayos #amma de lasque son %roducidas %or el fondo de "ayos Cósmicos en /uestra #ala(ia7 entonces, esa se%aración %uede ser com%licada!'ero en aos recientes se $an desarrollado tecnologías como %ara %oder obtener una se%aración confiable y la astronomíade rayos #amma desde


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acelerarse! Esas ondas gravitaciones como decíamos %ueden %olari)ar la radiación de fondo y esa %olari)ación se %odría en%rinci%io llegar a detectar! /o muc$o tiem%o atrás, un ao o algo así, el e(%erimento 64CE'8 que mide la radiación defondo cósmico, en %articular los modos-6 de %olari)ación de esa radiación, esto es la %olari)ación de la radiación circular!Los de 64CE'8 clamaron en conferencia de %rensa $aber detectado indicios de la e(istencia de esta %olari)ación circular enla radiación de fondo que sería indicativa de la %resencia de ondas gravitaciones en el niverso tem%rano, y esas ondasgravitacionales serian indicio directo de la e(istencia de un %eríodo inflacionario!

5in embargo, análisis subsiguientes reali)ados sobre la radiación de fondo cósmica detectada %or el sat&lite 'lan, conmayor %recisión que los reali)ados %or 64CE'8, indicaron que es casi seguro que esa %olari)ación se $a originado en elmedio que $ay entre nosotros y la &%oca de recombinación7 o sea es un efecto de %ro%agación de la radiaciónelectromagn&tica de fondo de microondas a trav&s del medio intergaláctico e interestelar de nuestra %ro%ia gala(ia!Entonces sería un efecto e(trínseco que no estaría indicando la %resencia de ondas gravitacionales sino a efectos de%ro%agación de la %ro%ia radiación! ;oy en día es un tema abierto si esas ondas gravitaciones %rimigenias e(istieron o no,si $ubo un %eríodo inflacionario o no!

Los Modelos .*+,/ #T0 ! .*T,

Así como el modelo Lambda-CDM %resu%one cambios mínimos a la


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oscura7 entonces, modificando la gravedad uno %uede evitar las $i%ótesis ontológicas fuertes de %ostular clasesdesconocidas de materia, clases de materia que uno no sabe cómo se $an originado, como la materia oscura, o incluso lasenergías oscuras! ;ay una gran cantidad de estas teorías, $ay otras teorías que se llaman f


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En general todas estas teorías son teorías que no $an llegado a tener el grado de maduración suficiente como %ara$acer %redicciones, tambi&n son teorías que no %ermiten recu%erar las teorías conocidas de la física en los distintos límites,%or e3em%lo el Modelo Estándar de la +ísica de 'artículas no %uede ser recu%erado a %artir de la


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conce%tos de la Cosmología %ara llegar al gran %*blico!

Muc$os científicos a veces tienen la tendencia de enfati)ar los as%ectos más estrambóticos de la Cosmología o dealgunas teorías, incluso teorías %erif&ricas, %orque $ace %redicciones que son %articularmente llamativas %or a$í desde el%unto de vista e%istemológico u ontológico7 %or e3em%lo, se $abla de las teorías de muc$os mundos, se $abla delmultiverso, se $ablan de argumentos antró%icos y otras cosas que %or a$í son más bien limítrofes en la discusión entrecosmólogos, %ero que la $ora de $acer divulgación em%ie)an a adquirir un %a%el central como si toda la Cosmología giraseen torno a esos asuntos! Jui)ás son los más llamativos %or a$í desde el %unto de vista de lo que %odría %ensarse como elentretenimiento, o %or a$í se relacionan con tó%icos de ciencia ficción y resultan más llamativos %ara el gran %*blico, %ero yo creo que el divulgador serio debería tratar de mantener siem%re la sobriedad, tratar de llegar al %*blico con unainformación que sea lo más re%resentativa y fiel %osible a la verdadera descri%ción de la naturale)a que está $aciendo!

Es decir, si estos as%ectos en la discusión cotidiana del cosmólogo tienen solo una im%ortancia marginal no deberíantener una im%ortancia esencial a la $ora de $acer divulgación, sim%lemente %orque resulten más llamativos a ciertosgru%os de la audiencia o %orque los %rogramas donde se toquen estos temas resulta que tienen un rating mayor!Lamentablemente muc$os científicos ceden a la tentación de darle al %*blico lo que el %*blico quiere escuc$ar en ve) de

divulgar la Cosmología tal como se está investigando y esto genera un sistema de realimentación %ositivo que tiene a vecesconsecuencias desagradables! Entonces, se em%ie)a a tener una imagen distorsionada de qu& es la Cosmología actual y lainvestigación actual, y esa imagen distorsionada $ace que el %*blico reclame cada ve) cosas más en ese sentido, y losdivulgadores le dan al %*blico ese ti%o de información que está buscando, y entonces cada ve) se obtiene una imagen másdistorsionada de la investigación científica! Es de es%erar que este ti%o de cosas se corri3an y que en los %ró(imos aos%ueda $aber una divulgación un %oco más seria!

El %roblema tambi&n es que la divulgación científica mueve muc$o dinero7 $ay intereses creados alrededor de esto, se venden a veces muc$ísimos libros, se venden %rogramas de televisión, entonces al ser tambi&n un negocio el que $ay atrásde la investigación eso no siem%re ayuda a mantener la calidad y la sobriedad de lo que se está divulgando! Es de es%erar

que la conciencia de los científicos de alguna manera 3uegue alg*n ti%o de %a%el a la $ora de volver a balancear este ti%o desituaciones y no %redominen las tendencias %uramente basadas en los intereses comerciales7 %ero bueno, no soy demasiadoo%timista en ese sentido tam%oco!

Los aportes de la %iloso.ía a la Cosmología

+ilosofía y Cosmología en mi o%inión van de la mano, de $ec$o nacieron de la mano! Los %rimeros intentos de dar una


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imagen racional del niverso comen)aron de la mano de los filósofos %resocráticos en Nonia, unos 099 aos antes deCristo7 Ana(imandro %robablemente fue el %rimer filósofo de la naturale)a y tambi&n el %rimer cosmólogo!

La Cosmología como disci%lina nace con Ana(imandro y des%u&s $ay toda una tradición griega en Cosmología, dondelas %ersonas que $acían Cosmología tambi&n eran las mismas %ersonas que $acían +ilosofía! Entonces, $a $abido unatradición de que los cosmólogos siem%re se $an %reocu%ado %or cuestiones filosóficas7 /e@ton, #alileo, se %reocu%aron %orcuestiones filosóficas, %or su%uesto Einstein se %reocu%ó %or cuestiones filosóficas! A$ora, $oy en día la Cosmología $aentrado en un área de enorme es%ecialidad, de enorme com%le3idad t&cnica, y %or eso creo que la +ilosofía todavía %uede$acer a%ortes im%ortantes! Algunos cosmólogos tienden a decir que la +ilosofía $a muerto, que es una es%eculación vacíaque no está ayudando a los cosmólogos7 yo creo que no es así, creo que eso se %odría decir de cierto ti%o de +ilosofía, %eroasí como $ay una +ilosofía delirante, una +ilosofía llena de vaguedad, tambi&n %or otro lado $ay una +ilosofía e(acta, $ay una +ilosofía que %uede a%ortar al me3or entendimiento de las teorías físicas!

;ay un montón de cuestiones relacionadas con la Cosmología que requieren atención del filósofo, cuestiones comoFque son en *ltima instancia el es%acio y el tiem%oG FCuáles son las unidades básicas de las que está formada la realidadGFson eventos, son cosas, son %rocesosG! Cuestiones relacionadas con la naturale)a de la %ro%ias leyes de la física7 la

Cosmología utili)a las leyes de la física %ara construir una imagen del mundo %ero nada nos dice de donde vienen estasleyes de la física o que son las leyes de la física! 'or otro lado, la +ilosofía tambi&n %uede dar $erramientas muy *tiles a la$ora de so%esar las teorías científicas7 $ay actualmente una gran controversia en el área de la Cosmología %or el intento deintroducir formas de $acer ciencia que %rovienen de la


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área de la teoría de cuerdas y %or lo tanto trataron de $acer una reunión multidisci%linaria entre cosmólogos, físicos de%artículas y filósofos %ara tratar de llegar a una conclusión res%ecto a Fqu& es una teoríaG, Fcuál es la diferencia entre unateoría y un modeloG y Fcómo se contrastan las teorías y los modelosG y Fcuáles son los criterios ob3etivos de verdad enCosmologíaG! Ro creo que esto es una tarea esencialmente filosófica, entonces aquí tenemos un e3em%lo concreto de cómo lacolaboración entre científicos y filósofos %uede llevar a una ciencia me3or! /o tengo la menor duda que es necesarioentender me3or la ciencia que estamos $aciendo, eso requiere un conocimiento de la semántica de nuestras teorías, y eso asu ve) está relacionado directamente con la +ilosofía! 'oder dominar com%letamente el lengua3e que utili)amos %aradescribir la realidad, entender los %resu%uestos básicos que estamos $aciendo acerca del mundo, son cuestionesesencialmente filosóficas!

Entonces, en mi o%inión, la +ilosofía tiene muc$o %ara dar a la ciencia y en %articular a la Cosmología, y a su ve) laciencia con sus m&todos rigurosos y lengua3es e(actos tiene muc$o %ara enriquecer a la +ilosofía! Entonces, la +ilosofía quees *til %ara la ciencia es la que está científicamente informada7 mientras que a su ve) la ciencia que es *til a la +ilosofía es laciencia que está se%arada del dis%arate y se mantiene siem%re fiel a la contrastación em%írica, la falsación y la imagen delmundo que %roviene de los e(%erimentos que reali)amos %ara tratar de sondear las manifestaciones de lo real!

#obre el "niverso

6ueno, no %rofeso tener una visión %ersonal del niverso, ni siquiera creo que nadie %uede llegar a manifestar quesabe que cosa es el niverso, o que realmente com%rende un as%ecto del niverso! Lo que entendemos %or esa %alabraniverso es básicamente el sistema que forman todos los e(istentes, digo sistema y no con3unto %orque un con3unto es unob3eto matemático, mientras que un sistema es algo físico en la cual las distintas com%onente interact*an! En el niversolas distintas gala(ias que la forman, los distintos cam%os que lo %ueblan, interact*an unos con otros, y dan lugar a esta seriede %rocesos que nosotros estamos viendo y estamos em%e)ando a descubrir con nuestros instrumentos! FJu& es realmentetodo esoG no lo sabemos, estamos $aciendo con3eturas, estamos $aciendo $i%ótesis, estamos tratando de estructurar estascon3eturas en teorías y luego estamos tratando de contrastar estas teorías %or medio de modelos7 siem%re re%resentan

as%ectos muy %arciales del niverso!

5ea lo que sea que es el niverso, es algo que %arece ser e(traordinariamente com%le3o, es algo muc$o más com%le3ono solo de lo que $emos imaginado sino %robablemente de lo que somos ca%aces de imaginar! 5in embargo, a medida que vamos cada ve) obteniendo más información con nuestros instrumentos, estamos obteniendo re%resentaciones más y másconfiables de lo que %asa al menos en %arte de ese niverso!


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Ro creo que lo que %odemos $oy decir con seguridad es que el niverso cambia con el tiem%o, el niverso evoluciona,el niverso no es estático como se %ensó alguna ve)7 esa evolución, esa dinámica, tiene su origen en eventos muy im%ortantes que %arecen $aber ocurrido $ace unos :!299 millones de aos! E(actamente la naturale)a de esos eventos queestán detrás de la %alabra 6ig 6ang que solemos usar %ara designarlo, no sabemos cuáles fueron! Jui)ás, lo que $oy llamamos la fase de e(%ansión del niverso se originó %or una contracción %revia de un niverso cola%sante7 qui)ás, $uboun %eriodo de e(%ansión inflacionaria a %artir de un vacio cuántico cuyo origen no está claro7 qui)ás un cam%o escalar quedecayó 3ugó un %a%el im%ortante en esa e(%ansión e(%onencial llamada la inflación7 no lo sabemos, no sabemos realmentede qu& está $ec$o el niverso, no sabemos qu& es la materia oscura, no sabemos si e(iste eso que se suele llamar cam%ososcuros con energías oscuras7 sabemos muy %oco, %ero lo que sí sabemos es que estamos decididos a a%render más,nuestros instrumentos cada ve) nos están dando más y más %istas sobre cuáles son los constituyentes de la realidad!

Entonces, si bien sabemos muy %oco, creo que uno %uede ser o%timista en el sentido de que cada ve) vamos a irsabiendo más, y cada ve) vamos a ir teniendo re%resentaciones más y más confiables de esa cosa tan e(traa, taninverosímil como decía 6orges, que es el niverso!

#us traba'os de investigación en la actualidad

Estoy traba3ando en muc$os temas, soy director de un gru%o de investigación, gru%o #A""A, #ru%o de Astrofísica"elativista y "adio-Astronomía! ;ay varias líneas dentro de ese gru%o en las cuales yo traba3o y algunas de las cuales lidero!;ay líneas en física fundamental y $ay líneas en Astrofísica, y tambi&n líneas en Astrofísica a%licada!

Las más im%ortantes acaso sean las siguientesI en el ámbito de la física fundamental con algunos de mis alumnosestamos estudiando teorías alternativas de la gravitaciónI lo que se llama teorías Escalares, Qectoriales,


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el entorno de un agu3ero negroG si la gravitación realmente es descri%ta %or estas teorías, o Fqu& %asa en un quásarG, Fqu&%asa en una estrella de neutronesG, etc!7 esa es una línea de investigación!

=tra línea de investigación está relacionada con lo que sucede con los agu3eros negros cuando el niverso se e(%ande,lo que se llama agu3eros negros dinámicos7 tambi&n la %osibilidad de que no e(istan en realidad agu3eros negros, sino que loque entendemos como un agu3ero negro sea un ob3eto en el cual las leyes de la física cuando se a%ro(ima el cola%so alllamado S$ori)onte de eventosS se com%ortan diferente, entonces, lo que llamaríamos un agu3ero negro %odría llegar ainter%retarse como un sistema dinámico que evoluciona sobre escalas de tiem%o muy, muy grandes %ero en el cual enrealidad nunca llega a $aber una formación de agu3ero negro7 la fenomenología e(terna %ermanece inalterada, %ero losdetalles de la física interna %odrían llegar a ser muy diferentes!

=tros fenómenos que estamos estudiando son los llamados +ast "adio 6urst +"6, son destellos muy rá%idos que se$an descubierto $ace %ocos aos en radio que ocurren en el niverso, no se sabe el origen de estos destellos, duran unos 9a las menos : segundos, o sea una mil&sima de segundo, son muy rá%idos, y tienen una enorme energía7 FJu& son, que los%roducenG, no se sabe7 estamos desarrollando modelos que tratan de e(%licarlo!


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cuando estrellas se mueven a gran velocidad en ese medioG FCómo acretan materiaG FCómo interact*an con la materiaGFCómo aceleran rayos cósmicosG FCómo se %roduce radiación gammaG FJu& seales %odemos recibir en la

magazine de la ciencia - gustavo esteban romero. el modelo estándar de la cosmología (entrevista)

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