y XV. La Física sigue evolucionando

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¿Cuál es la naturaleza de la Materia Oscura? ¿Qué es la Energía Oscura que acelera la expansión del universo? ¿Cuál es la masa de los neutrinos? La teoría del Big Bang supuso una herramienta para entender la historia del Universo, pero aún surgen cuestiones sobre la evolución de la materia a todas las escalas. Las Astropartículas son probablemente una de las claves en todos estos misterios. Una mejor comprensión de estos nuevos mensajeros ofrecerá una marea de nuevos conocimientos. Pero surge otra pregunta: ¿encajarán estos descubrimientos en nuestras teorías actuales o nos obligarán a desarrollar una nueva física, revolucionando una vez más nuestra visión del mundo?

Debido a la Materia Oscura, la estructura del Universo se asemeja a una gran tela de araña. ¿Aceleradores? ¿Experimentos de Astropartículas? Sea de donde sea que lleguen nuevas revoluciones, cambiarán seguro nuestra concepción de la materia, el Universo y su historia. Por otro lado, proyectos como LAGUNA pueden arrojar luz sobre los secretos de los neutrinos y sus extrañas propiedades. ¿Abrirán una nueva era en la Física más allá del Modelo Estándar?

III. Nuevos mensajeros

A comienzos del siglo XX Víctor Hess descubre la existencia de rayos cósmicos que ionizan la atmósfera. No se trata sólo de luz, sino de fracciones de materia, partículas procedentes del espacio: protones y otros núcleos atómicos, electrones… que cruzan el Cosmos y bombardean la Tierra ofreciendo una nueva fuente de información sobre el Universo.

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Los rayos gamma son las últimas fracciones de luz en el espectro electromagnético, los más energéticos. Su emisión se vincula normalmente a fenómenos violentos: supernovas, púlsares, núcleos galácticos activos (en la imagen mapa del telescopio espacial Fermi correspondiente a 2008). La emisión difusa a lo largo del plano galáctico procede de la interacción de partículas muy energéticas con la materia interestelar de nuestra galaxia. La atmósfera frena la mayoría de los rayos gamma. No obstante, los más energéticos interaccionan con la parte superior produciendo lluvias de partículas que en ocasiones tienen velocidades superiores a la de la luz en el aire. Esto provoca la emisión de una luz azulada (luz Cherenkov) que puede ser detectada en la superficie terrestre por observatorios especiales como el Telescopio MAGIC, en las Islas Canarias o H.E.S.S. en Namibia.

Imágenes: «El telescopio MAGIC» de su página web oficial; «Visión Gamma del universo» de la NASA y su telescopio Fermi.

I. Del cielo al espacio

Durante miles de años, la Humanidad ha observado y medido, admirado y temido la bóveda celeste cuyo inmutable conjunto de estrellas marcaba su vida. Imaginar que la Tierra y esas estrellas se mueven de hecho en el mismo espacio casi infinito, no ha sido fácil. Fue necesario abandonar la «evidencia» de que nuestro planeta estaba en el centro de una esfera de estrellas fijas.

Desde la antigua Babilonia, la Humanidad observa un firmamento en el que las estrellas parecen moverse alrededor de la Tierra. Según las antiguas creencias, el cielo es una cúpula en la que miles de estrellas visibles están incrustadas, y la Vía Láctea el rastro dejado por las almas en su camino hacia el cielo, o la leche materna dispersada por Hera y que amamantaba a Hércules. Esta visión geocéntrica del mundo se resquebraja en 1543 gracias a Copérnico, y se desmorona definitivamente cuando Galileo Galilei usa por primera vez un telescopio para observar el firmamento. Las manchas solares o las montañas lunares ponen en tela de juicio el modelo de esferas perfectas. El uso de telescopios cada vez más potentes va a poblar el Universo de nuevos cuerpos celestes como las galaxias, cuya verdadera naturaleza no será comprendida hasta la década de 1920.

Imagen: «La vía láctea, hogar de tantos planetas«, Jet Propulsion Laboratory, NASA Images.