jueves, 29 de abril de 2010

El universo como agujero negro



Un agujero negro se caracteriza, entre otras cosas, en que la materia se concentra en un área cuyo radio es igual o menor a lo que se conoce como Radio de Schwarzschild.
Cuando esto ocurre, se forma un horizonte de sucesos justo con este radio y la luz ya no puede salir al universo exterior, se ha formado un agujero negro.
Si dividimos el radio de cualquier objeto por su radio de schwarzschild, obtenemos una idea de lo que se parece dicho objeto a un agujero negro. Si el resultado de la división es próximo a 1 (el radio del objeto y su radio de schwarzschild son casi iguales), el objeto se parecerá a un agujero negro. Por ejemplo nuestro sol está lejos de parecerse a un agujero negro puesto que su radio es de cerca de medio millón de kilómetros mientras que su radio de schwarzschild es de apenas 3 km.
Pues bien, recientes artículos indican que nuestro universo tiene ciertas semejanzas con un agujero negro, ya que si tomamos la masa visible estimada del universo, obtenemos que nos sale un radio de schwarzschild similar al radio actual del universo visible. por lo que su relación de radios está proxima a 1, como la de los agujeros negros.
Se ha propuesto que si bien, un agujero negro se caracteriza porque, a medida que pasa el tiempo su núcleo no deja de contrarse, al universo le ocuerre todo lo contrario, no deja de expandirse (el menos, de momento), por lo que más que a un agujero negro, nuestro universo sería como un agujero blanco (que es la inversión temporal de un agujero negro).

Sin embargo, comparar a nuestro universo con los agujeros negros no creo que tenga mayor importancia, ya que lo que nosotros vemos verdaderamente es lo que hay fuera del horizonte de sucesos del agujero negro, mientras que nuestro universo no puede tener ningún horizonte de este tipo. Al menos no como el los agujeros negros ya que esto implica que haya espacio que se extienda más del cuerpo en colapso gravitatorio del agujero negro, pero por principio, no hay espacio más alla de nuestro universo, ya que con nuestro universo se creó el espacio (y el tiempo), por lo que no puede haber un horizonte de sucesos que separe el espacio de forma que haya regiones que no se puedan comunicar entre sí por emisiones de ondas de luz.
Más correcto sería comparar nuestro universo con la singularidad central de un agujero negro (la singularidad del agujero negro no es más que el cuerpo en continuo colapso gravitatorio, colapso que se presupone imposible de detener ya que no hay fuerza física conocida que pare dicho colapso), pero aquí nos encontramos con un problema grave, y es el del centro del universo, ya que se supone que nuestro universo no tiene centro.
Podemos imaginarnos al universo, en sus etapas iniciales, como el interior de una estrella. Se trata de una región de materia repartida de forma más o menos uniforme, como una sopa de hidrógeno y helio. En condiciones normales, esta sopa de materia vería como cada vez se va calentando al mismo tiempo que se va condensando hacia un centro de masas. La inversión temporal de esta situación, es una región del espacio llena de una sopa homogénea de hidrógeno y helio que se enfría y se expande desde un centro de masas. Pero esto presupone que dicha región del espacio tendría una curvatura no uniforme, ya que la curvatura sería suave y casi plana lejos del centro de masas de la región de materia, mientras que estaría muy curvada cerca del centro.
Esta anisotropía de la curvatura es algo que no se da en nuestro universo. Nuestro universo tiene la misma curvatura en todos sus puntos (de hecho parece que no tiene curvatura ya que es plano o casi plano) por lo que no puede tener un centro. Además de esto desde Hubble sabemos que la expansión del universo es uniforme y que todos los puntos del espacio se alejan unos de otros a la misma velocidad, algo completamente incoherente con la idea del centro.
Por lo tanto, si bien es posible que el universo comenzara siendo algo parecido a lo que se convierten las estrellas cuando mueren, los dos casos tienen pocas cosas en común, y eso suponiendo que su masa visible sea su masa real, y su radio visible su radio real.

martes, 27 de abril de 2010

Hawking y los extraterrestres



Últimamente se ha hecho bastante eco de unas declaraciones vertidas por Stephen Hawking sobre la presencia de extraterrestres inteligentes que nos estén escuchando y que quizás deberíamos ser más cautos e intentar no revelar nuestra posición.
La noticia ha llegado incluso al 20minutos
El tema es que supone que una inteligencia lo suficientemente avanzada habrá agotado los recursos naturales de su planeta natal y se habrá embarcado en un viaje cósmico de enormes proporciones recorriendo la galaxia en busca de planetas habitables. En su recorrdio nómada, estas civilizaciones podrían toparse con las transmisiones de ondas de radio de nuestras televisiones, emisoras de radio, etc y dirigirse hacia nuestro planeta para proveerse de recursos y después marcharse.
Junto a estas declaraciones Hawking indica que "es perfectamente racional que pueda existir vida inteligente en otros planetas" aunque también anota que la mayor parte de la vida extraterrestre se daría en forma microbiana.

Vamos a ver, aunque sea cierto que existen civilizaciones inteligentes ahí fuera que puedan escucharnos, la pregunta crucial es ¿a qué distancia?. Habida cuenta de que llevamos apenas 100 años transmitiendo ondas al espacio, eso nos dá un radio de 100 años luz en los que se nos podría detectar, pero 100 años luz de distancia es una porquería. La estrella más próxima está a 4,4 años-luz y el exoplaneta más cercano (Épsilon Eridani b) está a 10,4 años-luz.
No se cúantas estrellas pude haber en una vecindad de 100 años luz, pero no son muchas, y muchas de ellas no son ni parecidas al sol (muchas son enanas rojas), por lo que el número de planetas posiblemente habitados debe ser minúculo.
Además, muchos de los sistemas extrasolares descubiertos no se parecen en nada al nuestro. En el que ya he mencionado en Épsilon Eridani, el planeta es una especie de Júpiter situado a unas 3 UA de la estrella (ocupando un lugar que en nuestro sistema solar ocupa el cinturón de asteroides) y el sistema es demasiado joven como para albergar vida desarrollada ya que solo tiene unos 600 millones de años de antigüedad.
Esto nos deja la impresión de que es muy poco probable (de hecho ridículamente improbable) que exista vida desarrollada e inteligente fuera de nuestro sistema solar y en un radio de unos 100 años luz.
Pero, ¿y si la vida procede de más lejos pero está pasando como una colonia errante por nuestra vecindad galáctica?
Bueno, ¿exáctamente cuánto de lejos?. Obviamente si consideramos cada vez radios mayores, la probabilidad de encontrar un planeta en el que se pudo desarrollar vida inteligente aumenta (mucho o poco ya no lo se), pero al mismo tiempo, la probabilidad de que en un momento dado, una nave espacial-colonia-errante se encuentre relativamente cerca de nuestro planeta como para escuchar radiotransmisiones disminuye.
¿Como de grande es el radio en el que la probabilidad de encontrar una forma de vida avanzada e inteligente sea alta?, pues no lo se, según leí hace tiempo, de la ecuación de Drake se calcula (de una forma un tanto dudosa) que solo en nuestra galaxia debería haber miles de civilizaciones, pero dado que nuestra galaxia tiene un diámetro de unos 100000 años-luz, lo que nos dá una superficie aproximada de unos 3,14 x 10 ^10 (3,14 por 10 elevado a 10) años-luz cuadrados, eso nos dá una "densidad" de civilizaciones de 1 por cada círculo de radio de entre 1700-5000 años-luz, y eso suponiendo que el resultado de la ecuación de Drake sea correcto (lo cual yo lo dudo en extremo).
Por otro lado, dado por la limitación física de viajar a velocidades cercanas a la de la luz, los viajes interestelares de colonias errantes pueden tener decenas o cientos de miles de años de duración.
Aunque claro, luego siempre hay alguien diciendo que quizás los extraterrestres han descubierto alguna forma de transporte translumínica (normalmente mediante agujeros de gusano).
Pero aún después de todo esto, yo creo que hay todavía un escollo mucho más importante, y es que, en el caso de darse las condiciones necesarias, que la vida en un planeta exógeno evolucione de la misma manera que en la Tierra tiene muy pocas probabilidades de ocurrir. No discuto que la vida pueda desarrollarse y acabar produciendo especies inteligentes, pero ¿inteligentes en que sentido?, ¿en qué medida afecta la evolución morfológica de la especie en su forma de inteligencia?, ¿tendrá la misma proporción entre consciencia y subconsciencia?, ¿estará la consciencia supeditada hasta cierto punto por los sentimientos?, ¿tendrán siquiera sentimientos?, ¿como se pueden aplicar conceptos de odio e ira, o simpatía con una inteligencia con un historial evolutivo completamente diferente al nuestro?. Muchas preguntas (y muchas más que no se me ocurren ahora) que no tienen respuesta, simplemente se dá por sentado que toda forma de vida inteligente tiene que ser similar a la nuestra.

En fin, muchas suposiciones y nada sólido ni concreto, no creo que haya ningún motivo racional por el que alarmarse, si Hawking hizo estas declaraciones, o bien se han sacado un poco de contexto, o bien solo quería dar un poco la nota. Hasta cierto punto me parece más que Hawking está criticando a toda la raza humana, sobre todo con una de sus frases "Solo hay que vernos a nosostros como para darnos cuenta de que una especie inteligente extraterrestre puede ser algo con lo que no nos queramos encontrar".