Apuntes científicos desde el MIT

Apuntes científicos desde el MIT

Este Blog empezó gracias a una beca para periodistas científicos en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Boston, donde pasé un año aprendiendo ciencia con el objetivo de contarla después. Ahora continúa desde Nueva York buscando reflexiones científicas en otras instituciones, laboratorios, conferencias, y conversando con cualquier investigador que se preste a compartir su conocimiento.

Adam Riess y la energía oscura: “Científicos como yo no hacemos grandes descubrimientos”

Por: | 23 de agosto de 2011

Fijaros en este "-.36" en una libreta de Adam Riess del 1997, fotografiado hace un par de semanas en su despacho de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore.

Riess cuenta que cuando lo escribió, estaba convencido que se trataba de un error en los cálculos. No podía ni imaginarse que a la postre se convertiría en la primera pista que le conduciría al codescubrimiento de la energía oscura del Universo.

Adam Riess había diseñado un método para calcular distancias cosmológicas a partir de la luz que nos llega de lejanísimas supernovas. Con ello pretendía comparar a qué velocidad se estaba expandiendo el Universo en estos momentos, y a qué velocidad se expandía en el pasado. El objetivo era predecir si el Universo llegaría a frenarse del todo empezando una etapa de contracción que resultaría en un Big Crunch, o si los cuerpos celestes se separarían tanto que la gravedad dejaría de frenarlos y el Universo continuaría expandiéndose sin límite por toda la eternidad.

En otras palabras: la única fuerza que estaba separando las galaxias era el fruto de esa descomunal explosión ocurrida 13.700 millones de años atrás durante el Big Bang. Visto de una manera convencional, esa expansión se estaba frenando por la fuerza de gravedad de la propia masa interna del Universo. En función de la velocidad de la expansión y del valor de esta masa, el Universo se llegaría a frenar, o se expandiría por siempre.

Utilizando luz de supernovas Riess podía medir velocidades, distancias y masas relativas. Esto último es lo que estaba calculando con las ecuaciones de su hipótesis. ¿Problema? Le salió un valor de masa relativa negativo (-0.36). Eso era imposible, porque implicaba que el Universo no se estaba frenando sino acelerando.

Sin prestar mayor atención a ese -0.36, Riess empezó a revisar todos sus cálculos y ecuaciones para encontrar dónde estaba el error. Qué extraño… todo parecía correcto. Lo revisó y lo revisó, y pensando que era la típica situación en la que eres incapaz de distinguir un típico detalle que continúas pasando por alto, envió los datos a varios cosmólogos amigos para que le echaran una mano. Para su sorpresa, todos respondieron diciendo que los cálculos eran correctos.

Riess me confiesa que uno de sus primeros pensamientos fue “La gente como yo no somos los que hacemos grandes descubrimientos” (“People like me don’t make big discoveries”). Él continuaba convencido de que algo se le estaba escapando en su análisis. Eso de que el Universo se estuviera expandiendo de manera acelerada sonaba demasiado extraño. Pero decidió igualmente escribir un artículo científico porque “aún sabiendo que recibiría críticas, quizá el análisis del error oculto podía mostrar algo interesante”. Reconoce que a sus 28 años, lo que más le preocupaba entonces era no haber cometido un fallo demasiado obvio que le dejara en evidencia delante de toda la comunidad de cosmólogos.

Pero para su absoluta sorpresa, la hipótesis de que el Universo se estaba expandiendo de manera aceleraba fue muy bien acogida por diferentes sectores de la cosmología. De hecho, solucionaba varios problemas al mismo tiempo.

Por un lado explicaba el pequeño misterio de que algunas estrellas parecían más antiguas que la edad del Universo. Teniendo en cuenta que el Universo se estaba acelerando –y por lo tanto su tamaño era mucho mayor de lo pensado- este rompecabezas quedaba solucionado.

Por otro lado era muy consistente con la Teoría Inflacionaria de Alan Guth, según la cual en las primeras etapas tras el Big Bang se produjo una inflación enorme del propio espacio interno del Universo. Los defensores de la Teoría de la Inflación abrazaron con entusiasmo las conclusiones de Riess, y anunciaron que encajaban perfectamente con sus cálculos de que el 74% del Universo era algo completamente diferente a la materia.

Y por su parte, los físicos de partículas también dieron su consentimiento porque de manera teórica ellos ya establecían que según el principio de indeterminación de la física cuántica debía existir una especie de energía de vacío o constante cosmológica; algo parecido a una gravedad negativa que repeliera la materia en lugar de atraerla. (Si alguien se atreve a intentar descifrar porqué el principio de indeterminación implica la existencia de una constante cosmológica, en este video grabé a Riess pretendiendo explicárnoslo)

Fueron momentos muy excitantes, explica emocionado Adam Riess. Evidentemente había muchísimas reticencias por aceptar la existencia de esta especie de “Energía oscura” más poderosa que la gravedad que aceleraba la expansión del Universo en lugar de frenarla. Pero poco a poco todas las mediciones parecía ir confirmándola. Además, la observación de otras supernovas, fluctuaciones en la radiación de fondo de microondas, una especie de pozos gravitacionales, o el análisis a gran escala de la estructura de un millón de galaxias… confirmaban la energía oscura y coincidían de manera independiente en valores aproximados al 74% del Universo. En 2003, cinco años después del paper de Adam Riess sobre la expansión acelerada del Universo, la revista Science concedió a la energía oscura estatus de mayor descubrimiento del año. Algo que se queda pequeño porque representa uno de los misterios más grandes de la cosmología actual.

Riess continúa haciendo observaciones para añadir datos sobre las características de esta energía oscura. Pero reconoce que lo que saben ahora no dista mucho de lo que sabían hace 5 o 10 años. Están más convencidos de su existencia, pero continúan igual de perdidos sobre qué diantre es esta energía oscura. No tienen ni siquiera una pista, y cree que hace falta alguna mente brillante que aporte una idea elegante y radicalmente diferente a todo lo que conocemos. Como que la gravedad opera en otra dimensión, o algo que nos resulte extrañísimo. Lo convencional ya está pensado y no encaja. Están apasionados con la energía oscura, y saben que en algún momento del siglo XXI revolucionará de nuevo los pilares de la física.

Controversia científica entre científicos de Chile y Harvard

Terminemos contando un cotilleo científico. Habíamos dicho que Adam Riess diseñó un método para medir distancias cosmológicas a partir de luz de supernovas, verdad? Pues resulta que en 1994 los astrónomos chilenos Mario Hamuy y José Maza ya habían creado antes una metodología similar, y medido una cincuentena de supernovas desde el Observatorio Chileno de Cerro Tololo y Calán. Eso era muy remarcable en ese momento, y fueron invitados a dar una charla en la Universidad de Harvard. Allí era donde Adam Riess estaba haciendo su doctorado dirigido por Robert Kirshner. Se ve que cuando Hamuy presentó sus resultados, Riess y Kirshner se los pidió para poder testar la técnica que ellos estaban diseñando.

Hamuy dudó porque eran resultados que no estaban publicados todavía, pero accedió a condición de que no publicaran ningún artículo científico hasta que no estuviera publicado el suyo. Kirshner y Riess accedieron, y utilizaron los datos de Maza y Hamuy para comprobar que su técnica también era correcta. Aquí empieza la controversia.

En Julio de 1994 los astrofísicos chilenos enviaron su paper sobre cómo medir distancias utilizando luz de supernovas a la revista Astronomical Journal , que lo dio por aceptado el 24 de Agosto. Entonces, el 6 de septiembre Riess y Kirshner enviaron su artículo científico a la revista Astrophysical Journal , que lo aceptó el 13 de Octubre de 1994. Todo parecía correcto, pero por diferentes ritmos de las revistas, ambos fueron publicados al mismo tiempo, el 1 de enero de 1995. Evidentemente repartiendo a partes iguales crédito y citas científicas, y dejando indignados a los científicos chilenos que acusaron a Riess y Kirshner de traición, de conocer de sobra que el Astrophysical letters tenía tiempos de publicación menores, y de hacer una promoción posterior como si ellos fueran los principales descubridores. Riess y Kirshner se defienden mostrando que efectivamente enviaron el artículo después de que el de Hamuy estuviera aceptado, y que incluso les citaban en la bibliografía como “in press, 1994”.

Éste no fue el trabajo que un par de años propuso la existencia de la energía oscura que aceleraba la expansión del Universo, pero sí fue un paper fundamental para establecer la base técnica que lo haría posible. Es por eso que todavía ahora los astrofísicos chilenos se sienten contrariados. Y como muestra, nada mejor que leer las dos réplicas que intercambian los propios Hamuy y Kirshner en este post del Knight Tracker que me permitió conocer a Adam Riess para hablar no de polémicas sino de cómo se gestó uno de los descubrimientos más importantes de la historia de la cosmología.

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Contacto: pere@mit.edu / Twitter: @Perestupinya

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Hay 41 Comentarios

Oye Pere Estupiña. Saludos. La perfección de la luz, no es mejor ni más ciertamente dotada, si pensamos que su claridad nace de “La Nada”… En comentarios/Café Literario Ficticia.com/ Julio Hermaz. Publicó “LUCINA”, en 11 de Agosto de 2003 a las 01:45./ Por el trajín y las ideas del momento que aquí en trazos te cuento… Aunque te recuerdo que El Univeso/s. Es negro, y sólo luminoso lo que brota de él. “La caverna por su hueco, parecía reaccionar al exterior destilando un vaho sensible, visible como el espejismo de un eco y perceptible transparente, aluminado acuoso y otras veces gris plomo y seco, llegando desde profundidades ascendidas ásperas, como desde garganta de fumador. Extendida desde un interior donde la oscuridad lucía como la Nada, almacenada en la perpetua intimidad de una noche. Nada se veía. Nada, como si nacida de ella misma y húmeda sombra fuera. Como si fuera?.. Humedad ingrávida y viva!, igual que del hongo la vida en el bosque, que ni sol ni luz para ser y tener sombra necesita… ¿La tenía?.. Lo que no tiene sombra es como lo que no tiene “Lucina” (sutileza y dote que nombra y describe, a todo)… La oscuridad es sombra de sí misma... La proyecta?.. O, la sombra es fija, y solo es desplazada por la luz, como por la piedra el agua y cuando ésta salta, regresa tenaz al ámbito que poseía?.. Será la sombra una cimiente de quien brota luz como chispas de ideas vivas, y algunas adquieren formas y otras no?.. Será suelo éste, escenario que su naturaleza ilumina?... La sombra existe niebla fina, su nombre es Lucina, que a todo nombra, y también está, en más y menos allá de la niebla. Era a estudiar la sombra como se estudia la luz día a día, a lo que venían”… * Saludos. Julio Hermaz.

Cabría la posibilidad de revisar los trabajos sobre la Ley de movimiento en un campo gravitatorio, aceleración de la velocidad y expansión. Experimentos Eötvös. La aceleración es variable en un campo gravitatorio y la utilidad de la inercia, produce una transformación continua.

Si los verdes limítrofes del universo conocido apuntan a verde (puede que sea gris borroso), esta enfriándose. Pere no es tonto, pere sabe. Saludos

Quizá lo más inteligente y paradójico que se nos haya ocurrido jamás, sea la teoría del BIG BANG, que aún regresando a un punto, debe estar contenido en su expansión. Para muchas mentes humanas resulta imposible numerar todo (cada unidad), de lo que existe en La Tierra, sin embargo el número total de todo aquí, es finito. También posible sería contar finito todo lo que exista en el universo. Pero al final resulta que a lo finito debemos siempre pensar + 1= a su expansión. Tal vez no resulte difícil pensar a todo como un punto contenido en su futuro, y a éste cómo de todo punto su expansión, y como al futuro se puede quizás predecir pero nunca ver hoy, pensarlo expansión de todo finito siempre = al infinito. Pero ya a éste reducido a finito, terminaríamos pensándolo contenido en su expansión… Y ya seguir contando resulta una tremenda sucesión de jodiendas. ¿Será la sombra el futuro o expansión de todo?, y la Energía Oscura a la que se refiere el laureado Adam Riess?… De ser así sería como que Pere Estupiña descubra hoy quien es Pititi. Cuando todo el mundo y su tía sabe que Pititi es quien le estaba pegando los tarros con una de sus ex novias. Saludos. Julio Hermaz.

Adam Riess, conoce algo muy pero que muy importante, acerca del modo de expansión "curvilínea" (integral de trayectoria) acelerada del universo. No tiene parangón.Saludo

La energía oscura podría ser una energía residual (aunque no se sabe). Saludos

Alguien dijo que "si la energía de un objeto disminuye, también lo hace su masa obteniendo una cantidad igual a E/c2, aunque no desaparece la masa-energía, todo lo contrario se libera en forma de energía radiante"

Por cierto, habría que replantearse, aunque en nuestra cabeza no quepa, la cuatridimensinalidid="img_0"ad del espacio. (Por ser una teoría restringida demasiádo rígida del siglo XIX) Saludos

Aunque el universo se expande, llegará un determinado momento en el que se repliegue, deje de expandirse o continue expandiéndose de forma ilimitada. Será entonces cuando sepamos como és, hasta entonces no lo sabremos, solo se puede conjeturar posibles maneras, y esa realidad cambia ¿en cada attosegundo>?

Mi estimación teoríca es: que la materia oscura es un sistema al que se podría aplicar la ley o principio de inercia, aún conserva propiedades físicas, donde persiste el binomio espacio-tiempo, aunque éste último (el tiempo) fluctua posiblemente ante la variación gravitacional de las ondas temporales. Actúa como un campo mecánico.

¿qué será la energía oscura/ constante cosmica o como la quieran llamar...? Me muero de ganar de saberlo :p ójala alguien pueda responderlo pronto. Mi apuesta: La energía oscura es calor residual del big bang que se sigue expandiendo y creando espacio/tiempo (así se acelera la expansión del universo). No me toméis muy enserio la respuesta que no soy físico ;)

Good luck to the author! all the best! Thanks a lot for enjoying this beauty blog with me. I amm still learning from you, but I amm improving myself. I think it may be help all of you. Its an informative topic.

Oye Redimensión. Saludos. La voz se propaga por soplos de viento, de interior nuestro/s, pero en ésta vocería, ¿en qué quedamos?.. Tal vez en que Pere Estupiña es un científico de pacotilla (que no terminó sus estudios, y tala bosques). Quizá en que Redimensión y Pere Estupiña de un mismo palo son dos astillas. Posiblemente en que Adan Reiss ha sido premiado por algo en lo que él mismo no creía, ni cree. Acaso en que de toda sabiduría, a la mente más ágil no se puede apartar del nombre de Sócrates. No te asombres, de que Yo me burle de todo y de todos y a todo le mire y critique lo que proyecta. Ni de que quizás algún día alguien me premie por decir que al final ninguna luz se apaga mortal regresando a su sombra, que es la madre le parió, y de la cual renace. Hoy solo soy un animalito del bosque que quieren destruir, a quien quieren cazar, para enjaular, para experimentar, o devorarlo. Pero me defiendo. Y a Pere Estupiña que prefiere que corten un pino de verdad, a celebrar un arbolito figurativo de navidad, le dejo dicho esto: VERDE ESPERANZA __*__ Yo quisiera liberar un canto. Sin dolores ni tristezas. Desde escenario tan amplio que aplaudiera. Con sus ramas cada árbol. Con sus alas cada pájaro que vuela. En sus aguas cada pez sin desvaríos. Cada flor que nazca sin desafíos. Cada ser y cada ruido de la selva. * Cantarlo tan bien quisiera. Tal como un trino silvestre. Que deshaga sin flaquezas. Los estragos que de un paso a tantas leguas. Está causando mi especie. A su esperanza más verde. * Yo quisiera liberar un canto… * SALUDOS. Un Abrazo. Julio Hermaz.

Yo no contradigo a este blog ni a Pere. Me resulta curioso el dato de -36 con el que inicia Pere este relato de Post al igual que el -16 cifrado y tachado de la anotación. En qué quedamos!

Dicen que Pere Estupiña y Redimensión, son dos astillas salidas del mismo palo del que fueron lasqueadas. Una para que diga intención atea científica, la otra para que contradiga en este blog. Hasta apelando a La Biblia. A quien no cree que Pere Estupiña sea un científico de verdad, más que de pacotilla (porque no terminó sus estudios). Porque no ha puesto su inteligencia a crear algo propio. Porque sólo “repite y pon camarones”, de los que cocinan otros. Claro que “La Energía Oscura”, no se apoya en ninguna utopía, pero sí en la sombra de “algo”. Hasta hoy se cree que la luz produce como simple reflejo sombra, y a ésta, solo su capacidad de absorberla, ¿por, qué?, no pensar que la cosa es al revés???... * Saludos. Julio Hermaz.

Cinco premios Nobel,cinco....no te olvides de ti, no seas modesto.

Vaya cuatro futuros premios Nobel:Julio Hermaz, Redimensión, Void surrender y Barión. Solo hace falta que den sus nombres reales para agradecerles la sabiduría que nos dejan en los comentarios del blog. Qué cosas.

Energia oscura y materia oscura son sólo expresiones que nos sirven para ocultar nuestra ignorancia.

¿Existe realmente la energía oscura? quizas no, las observaciones que llevaron a los astronomos a deducir su existencia podría tener otra explicación: nuestra galaxia yace en el centro de un vacío cósmico gigante.

NO me gusta un mejicano con prácticas de cubano! que lo sepas! Donde manda patrón no manda marinero. Viene a ser la expresión de si Dios quiere santos no valen. Lo siento Pere, siento tener que escribir en tu blog.

Perdonad que me entrometa pero desapruebo tales prácticas, una cosa es la materia "denomidada oscura del universo" la nada o el espacio vacío y otra muy distinta es el uso que me está pareciendo ver que tú Julio, junto a otros, haces de las sombras, a las que tratas como entidades "supongo que no buenas" , pues me generas desconfianza a raudales.

Oye Pere Estupiña. Saludos. A veces ocurre que el idioma, dialecto o jerga, tiene varias palabras iguales para definir diferentes conceptos. Y otras veces ocurre que varios conceptos se reúnen es una sola palabra. Parece que Einstein, sabio y científico más que tú, nunca calificó la ficción de tontería, menos cuando encontró en ella un modo de ejercitar su mente, menos cuando supo que un loco descubrió a Troya. Yo soy un cuentero, prefiero serlo para que tomen en serio sólo mi capacidad de narrador, no ciertamente lo que contienen mis cuentos. Aún que me reservo lo que creo cierto y proyecto como ficción. Cualquiera que se aventura al estudio de la sombra y prueba, que hay en ella energía, se revela mismo como un descubridor del agua tibia”. Antiguas practicas mágicas “roban la sombra”(su energía) al hombre victima para convertirlo en zombi. La ciencia misma reconoce a los “Zombies”, por sus signos vitales, “muertos” que existen… Cuida tu sombra, o te la roban, y te la dejan con mínima capacidad de ser complemento de luz, y te convierten en Zombi. Lucina, en oculta cosmología quiere decir “reflejo de lo que se dio a luz”. Por consecuencia dice a la identidad de todo lo que es. Que fue nacido de sombra, y hasta bajo luz sigue siendo Lucina, que dejará de ser sólo cuando regrese por su sombra a de donde vino. Lucina, también significa “Luz De Su Sombra”, de la cual ni ella misma se podrá apartar, ¡jamás!. Lucina, igual significa “Inteligencia”, y donde ella, a la personalidad, y donde ésta, a la persona, que proyecta sombra. La antigua sabiduría de brujos, sacerdotes y pitonisos sabía. Que en la sombra hay energía, que es fuerza viva!... Parece que tu aclamado científico, Adam Riess, al descubrir la existencia de una “Energía Oscura” (que proviene de la sombra fundamento del universo/s.), acaba de descubrir el agua tibia. Saludos. Julio Hermaz.

¿Qué has encontrado nuevo en las praderas marinas, Julio? que tanto te ha sorpendido, como para escribir eso! Quise decir Hubble-Bubble. Saludos

Ya me hubiera gustado a mi haber mirado por el Hubble-Dooble!

MxOnd, gracias por felicitarnos, nuestro universo además de contener lo que has visto por el Hubble y otros medios astronómicos, te contiene a ti y a todos los que leemos tus genialidades.

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Sobre el autor

Pere Estupinya

. Soy químico, bioquímico, y un omnívoro de la ciencia, que ya lleva cierto tiempo contándola como excusa para poder aprenderla.
Sígueme en Facebook o a través de mi web pereestupinya.com.

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