Los 20 mayores misterios de la Astronomía (y del Universo)

Todavía quedan muchas preguntas sin responder acerca del Cosmos. Una recopilación de los misterios del Universo que, a día de hoy, siguen dejando perplejos a los astrónomos.
Misterios astronomía universo

Nuestro Universo, con una edad de 13.800 millones de años y un diámetro de 10 millones de millones de kilómetros, lo es todo. No hay nada más grande, más asombroso y, a la vez, misterioso. Por cada pregunta que conseguimos responder acerca de él, cientos de nuevas aparecen.

Y es que a pesar de los increíbles avances que hemos realizado, todavía quedan muchos misterios por desentrañar y muchas preguntas por contestar. Algunas pueden estar cerca de ser respondidas, otras tardarán años en serlo e incluso algunas, seguramente, jamás llegarán a estarlo.

¿Qué había antes del Big Bang? ¿Qué es la antimateria? ¿Cuándo dejarán de formarse estrellas? ¿Por qué el Universo se expande aceleradamente? ¿Qué es la energía oscura? ¿Cómo se transmite la gravedad? Acompáñanos en este apasionante viaje en el que exploraremos los mayores misterios de la Astronomía.

¿Qué preguntas sobre el Cosmos siguen sin respuesta?

Cada vez sabemos más cosas acerca del Universo. Sabemos cómo se forman las estrellas, cuál es la temperatura máxima que puede existir, por qué aparecen los agujeros negros, cuál es el tamaño del Cosmos… Pero todavía hay muchas preguntas que esperan ser respondidas. A continuación vemos las más apasionantes.

1. ¿Qué había antes del Big Bang?

Uno de los mayores misterios de la Astronomía y, por mucha impotencia que se sienta, seguirá siendo así para siempre. Y es que es imposible saber qué había antes del Big Bang. Por ahora, lo más cerca que podemos estar del nacimiento del Universo es una trillonésima de trillonésima de trillonésima de segundo después de la “explosión”, momento en el que toda la materia y energía que después iba a dar lugar al Cosmos estaba condensada en la distancia más pequeña que puede existir, conocida como densidad de Planck.

Se cree que en esta fracción, toda esta materia estaba a la temperatura máxima que permiten las leyes de la física, que es de 141.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 °C. Como no puede haber nada más pequeño ni más caliente, es imposible saber qué había antes. Nunca podremos saberlo.

Antes big bang

2. ¿El Universo es eterno?

Una cuestión que, pese a sus claras implicaciones filosóficas, es uno de los mayores misterios sin responder de la Astronomía. Sabemos que tiene una edad de 13.800 millones de años y que lleva expandiéndose desde entonces, pero, por ahora, no hay forma de saber con exactitud si tiene fin o no. Por ello, hay físicos que creen que el Universo es algo eterno. Nunca terminará.

3. ¿Cómo morirá el Universo?

Ahora bien, si suponemos que no es eterno, esto implica que tiene que tener un fin. Y el modo en el que se producirá esta “muerte” del Universo sigue siendo, igualmente, un absoluto misterio. Se han formulado muchas teorías distintas, desde que se enfriará hasta que será devorado por sus propios agujeros negros, pasando por desgarros, rebotes (ciclos eternos de Big Bangs) e incluso algunas que dicen que, simplemente, el tiempo se detendrá. Sin duda, una cuestión asombrosa.

4. ¿Por qué se expande aceleradamente?

Si tomamos todo lo que sabemos de física, sí que tiene sentido que se expanda, siempre que sea a una velocidad cada vez más baja. Esto es lo que se creía hasta que, en 1998, descubrimos que cada vez lo hace a una velocidad más alta que, por ahora, es de unos 70 kilómetros por segundo.

La expansión acelerada rompe absolutamente con todo lo que creíamos saber de astronomía y, para que esta fuera posible, ahí fuera debía haber alguna fuerza invisible que lo explicara. Y así es como llegamos al siguiente gran misterio.

5. ¿Qué es la energía oscura?

La energía oscura es uno de los mayores misterios de la Astronomía pero, sin duda, debe existir, pues sino el Universo no sería tal como es. De todos modos, es invisible y no puede medirse, pues no interacciona con las fuerzas que nosotros percibimos. Solo con la gravedad.

Aun así, esta forma de energía “inunda” el 70% de todo el Universo y es una fuerza contraria a la gravedad, en el sentido que esta atrae a los cuerpos, mientras que la energía oscura los separa. En este sentido, el Universo es una lucha constante entre gravedad, que atrae los cuerpos, y energía oscura, que los repele. Y, dada la expansión acelerada, parece que la energía oscura está ganando la batalla. Pero más allá de esto, todo lo que la rodea es un absoluto misterio.

7. ¿Y la materia oscura?

Las cosas se siguen complicando cuando llegamos a la materia oscura, la cual, junto a la energía oscura, conforma el 95% de todo el Universo. Es decir, el 95% de toda la materia y energía del Universo es invisible a nuestros ojos, pues no interacciona con las fuerzas tradicionales.

La materia oscura es un enorme misterio ya que no podemos detectarla, pero si analizamos las interacciones gravitatorias entre estrellas o las temperaturas dentro de las galaxias, vemos que, de solo existir la materia ordinaria, los cálculos se derrumban. Ahí fuera tiene que haber una forma de materia invisible que no podemos medir directamente, pero sí cuantificar sus efectos gravitatorios. No emite ningún tipo de radiación electromagnética y aun así tiene masa, algo que, por ahora, no tiene ningún sentido para la física.

8. ¿Qué es la antimateria?

El 1% de la materia del universo está en forma de antimateria, que no tiene nada que ver con la materia oscura. La antimateria es algo cuya existencia está totalmente comprobada. Es más, somos capaces de producirla, aunque preparada dinero, pues un gramo de antimateria cuesta 1.000 millones de dólares.

Cuando nació el Universo, por cada partícula, había una antipartícula, que es la misma pero con distinta carga. En este sentido, la antipartícula de un electrón (con carga negativa) es el positrón (con carga positiva), por ejemplo. De todos modos, si bien en un principio estaban proporcionales, conforme avanzó el tiempo, se rompió la simetría. Ahora queda muy poca y, tanto su naturaleza como sus potenciales usos, son grandes misterios de la Astronomía.

9. ¿Cuál es el nivel más bajo de organización de la materia?

Puede parecer que la respuesta es bastante obvia: las partículas subatómicas. Sin embargo, desde hace años sabemos que aquí hay algo que falla. Si las partículas subatómicas fueran el nivel más bajo de organización de la materia, las leyes cuánticas deberían encajar con las de la relatividad general.

Y, a pesar de que estas permitan explicar casi todas las fuerzas (incluida la masa, con el descubrimiento del bosón de Higgs), hay algo que falla: la gravedad. La naturaleza de la gravedad no puede explicarse mediante el modelo de partículas subatómicas. Por ello, se han diseñado teorías que permitan, por fin, unir el mundo cuántico con el de la relatividad general.

Y, en este sentido, la Teoría de Cuerdas, que defiende que el nivel más bajo de organización de la materia son cuerdas (apenas 100 veces más grandes que la densidad de Planck que comentábamos en el primer punto) en vibración, es la que está ganando más peso como “Teoría del Todo”.

Teoría cuerdas

10. ¿Cómo se transmite la gravedad?

Por ahora, sabemos explicar la naturaleza cuántica de, además de la masa, tres de las cuatro fuerzas fundamentales: la electromagnética, la nuclear fuerte y la nuclear débil. Todas ellas encajan con modelos de partículas subatómicas.

Pero una de estas cuatro falla: la gravedad. ¿Qué hay entre galaxias separadas por millones de años luz que las mantiene unidas? ¿Qué emiten los cuerpos con masa para permitir las atracciones gravitatorias? La naturaleza de la gravedad, pese a que está presente en todos lados, es uno de los mayores misterios de la Física. Y cuando se consiga responder (la Teoría de Cuerdas intenta hacerlo), habremos unificado, por fin, todas las leyes del Universo.

11. ¿Qué pasa dentro de un agujero negro?

Los agujeros negros no son solo los objetos celestes más mediáticos, sino también los más misteriosos. Y es que a pesar de que su existencia está más que confirmada, rompen con todas las leyes físicas que conocemos.

Formados tras el colapso gravitatorio de estrellas hipermasivas (tienen que ser, como mínimo 20 veces más grandes que el Sol), los agujeros negros son una singularidad en el espacio-tiempo, lo que significa que son un punto en el espacio sin volumen pero de masa infinita, lo que implica que su densidad es infinita también y, por lo tanto, su poder gravitatorio es tal que ni siquiera la luz puede, después de pasar el horizonte de sucesos, escapar de su gravedad.

Más allá de esto, lo que pasa dentro de un agujero negro después de que la materia atraviesa el horizonte de sucesos ha sido, es y seguirá siendo un absoluto misterio. Todo lo que se hagan serán teorías, pero jamás podremos ver nada de lo que pasa en sus “entrañas”.

Agujero negro misterio

12. ¿Cómo apareció la vida en el Universo?

La vida en la Tierra es, sin duda, uno de los grandes misterios del Universo. Y es que todavía no está claro cómo, de materia inorgánica se pudo formar, primero, materia orgánica que, más adelante, diera lugar a los seres vivos. ¿Surgió de la nada? ¿Vino en meteoritos? Y si es así, ¿de dónde venían los seres vivos? Una cuestión compleja a la vez que apasionante.

13. ¿Estamos solos?

De la anterior pregunta deriva otra que ya no es que sea uno de los mayores misterios de la astronomía, sino de la ciencia y de la sociedad en general. Estar solos en el Universo quizás dé miedo. Pero no estarlo, seguramente también.

Por ahora, la existencia de vida fuera de la Tierra es un misterio y, pensar en comunicarnos con las posibles, una mera ilusión. Ahora bien, teniendo en cuenta que habiendo descubierto solo 4.296 planetas (el 0,0000008% de todos los que podría haber en nuestra galaxia), ya hay 55 potencialmente habitables y que la Vía Láctea es solo 1 de las 2.000.000.000.000 que podría haber en el Universo, es matemáticamente imposible que seamos el único planeta con vida.

14. ¿Existen los gravitones?

Los físicos cuánticos van en búsqueda de los bautizados como gravitones, unas hipotéticas partículas subatómicas que transmitirían la fuerza de la gravedad entre los cuerpos con masa. En teoría, estas partículas serían emitidas por los objetos y permitirían las atracciones gravitatorias. Pero por ahora, es solo una hipótesis. Y los posibles gravitones, así como la naturaleza de la gravedad, siguen siendo un gran misterio.

15. ¿Existen otros universos?

Otra de las grandes incógnitas y, de nuevo, una pregunta que jamás podrá ser respondida. La Teoría del Multiverso dice que nuestro Universo sería solo uno más de infinitos cosmos, que ocuparían distintas regiones del espacio-tiempo. De todos modos, como no forman parte de nuestro tejido espacio-tiempo, es (y seguirá siendo) imposible no solo comunicarnos con ellos, sino detectarlos. Que cada uno crea lo que quiera.

16. ¿Existen los agujeros blancos?

Las leyes de la relatividad general y lo que sabemos acerca de la antimateria harían posible la existencia de los bautizados como agujeros blancos. Estos objetos celestes, cuya existencia no ha sido ni mucho menos demostrada, son hipotéticos cuerpos en los que, al igual que en los agujeros negros no podía escapar nada, en este caso, no podría caer nada. Teóricamente, serían regiones de materia en el espacio que no generarían gravedad, algo que, pese a que sobre la teoría puede ser plausible, no tiene por qué existir en el Universo. Por ahora, los agujeros blancos, pese a ser algo fascinante, son un misterio.

Agujero blanco

17. ¿Los agujeros negros desaparecen?

Una pregunta fascinante que sigue maravillando a los físicos desde que Stephen Hawking anticipara que los agujeros negros, pese a que se pensaba que nada podía salir de su interior, sí que liberaban radiación, la cual fue bautizada como radiación de Hawking.

Esto implica que, de algún modo, los agujeros negros se evaporan en forma de radiación, aunque a una velocidad muy lenta. De hecho, se cree que un agujero negro podría tardar trillones de trillones de trillones de trillones de años en desaparecer. Sin suda, un misterio asombroso.

18. ¿Cuándo dejarán de nacer estrellas?

Las estrellas se forman desde el nacimiento del Universo y siguen haciéndolo a día de hoy. De hecho, cuando nuestro Sol muera, el gas y el polvo que deje como remanente formará una nebulosa gracias a la cual se formará una nueva estrella. Ahora bien, teniendo en cuenta que las galaxias cada vez están más separadas entre ellas y, por lo tanto, las distancias entre estrellas son mayores, llegará un momento en el que la materia estará tan separada que no se podrán formar nuevas estrellas.

Se cree que esto podría pasar dentro de unos 10 millones de millones de años y que, por lo tanto, a medida que estas últimas estrellas vayan muriendo, el Universo se convierta en un cementerio helado de estrellas muertas.

19. ¿Por qué es plano el Universo?

Seguramente, cuando pensamos en el Universo, nos imaginamos algo así como una burbuja llena de galaxias. Pues bien, las últimas investigaciones demuestran que el Universo es, en realidad, plano. Pero, ¿cómo es posible que el Big Bang no hiciera que se expandiera como en una explosión? La geometría del Universo es uno de los grandes misterios por responder de la Astronomía.

Mapa universo

20. ¿Qué hay fuera del Universo?

Una de las grandes preguntas del Universo que genera más impotencia. Y es que la respuesta se responde fácilmente: nada. Ni siquiera tiene sentido preguntarse qué hay fuera del Universo, pues simplemente no hay tejido espacio-tiempo y, por lo tanto, ni puede existir materia ni fluye el tiempo. Jamás sabremos qué hay fuera porque, simplemente, no hay nada. Ni habrá nunca. Es uno de los grandes misterios porque nuestra mente es incapaz de imaginar “la nada”.

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