Tendencias21
José Alberto Rubiño: para conocer el origen del Universo necesitamos herramientas cuánticas

José Alberto Rubiño: para conocer el origen del Universo necesitamos herramientas cuánticas

El Universo primitivo no podemos conocerlo sin la ayuda del mundo cuántico, explica el cosmólogo del IAC José Alberto Rubiño Martín. Añade que, si hay otros universos, no serían detectables y que el nuestro no se puede entender sin la materia oscura.

José Alberto Rubiño Martín es Profesor de Investigación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad de Granada (1998) y doctor en Astrofísica por la Universidad de La Laguna (2002), ha realizado estancias de trabajo en centros como el Max-Planck Institut fuer Astrophysik de Munich (Alemania) y la Universidad de Cambridge (Reino Unido).

Su campo de investigación es la Cosmología, y en particular, el estudio del fondo cósmico de microondas, la estructura del Universo a gran escala, y la física de los primeros instantes del Universo.

Es responsable científico del experimento QUIJOTE, investigador principal del Tenerife Microwave Spectrometer (TMS) y coordinador de uno de los grupos de ciencia de la misión PLANCK de la Agencia Espacial Europea (ESA). También ha coordinado el proyecto europeo H2020 RADIOFOREGROUNDS.

Es coautor de más de 230 publicaciones científicas en revistas internacionales con árbitro, y más de 50 contribuciones a congresos internacionales sobre Cosmología. En 2018 recibió el premio Gruber de Cosmología, como miembro de la colaboración Planck. Es autor del libro de divulgación «El fondo cósmico de microondas: observando el origen del Universo», de RBA (2017).

En la siguiente entrevista, nos explica que seguramente la expansión del universo continuará de forma indefinida, que podrían existir otros universos imposibles de observar, que para entender los procesos que ocurren en el Universo primitivo necesitamos las mismas herramientas teóricas que describen el mundo cuántico, y que apenas hemos empezado a detectar otras posibles Tierras en el Universo.

 ¿Sabemos algo de lo que había antes del Big Bang? Lo que ha dado en llamarse singularidad inicial.

Tenemos un conocimiento bastante completo de los procesos físicos y transformaciones globales que ocurren en el Universo desde apenas una fracción de segundo después de ese tiempo cero hasta la actualidad. Sin embargo, todavía no disponemos de una teoría última, que unifique la gravedad y el mundo cuántico, para poder remontarnos a ese instante inicial y responder con propiedad a esa pregunta.

La mayor parte del universo es invisible: ¿qué sabemos de la materia oscura?

Las observaciones en astrofísica nos han proporcionado un conocimiento razonable de algunas de las propiedades físicas que debe tener la materia oscura. Pero lo más importante es que en las últimas décadas hemos sido capaces de medir muy bien sus efectos dinámicos. Hoy día sabemos que no es posible entender la formación de estructuras en nuestro Universo (galaxias, cúmulos de galaxias) sin este ingrediente fundamental. Además, sabemos que es unas cinco veces más abundante que la materia ordinaria.

¿La expansión del Universo es infinita o colapsará en algún momento sobre sí mismo?

Pues todo apunta a que la expansión seguirá de forma indefinida. Es más, desde hace dos décadas sabemos que el ritmo de expansión se está acelerando, es cada vez más rápido. La consolidación de este resultado fue el motivo del premio nobel de Física de 2011. El agente responsable de esa aceleración de la expansión es lo que llamamos energía oscura.

Teóricamente, ¿sería posible que existiera un universo diferente al nuestro, con otras constantes “universales”?

Sí, es una posibilidad teórica asociada al concepto de “multiverso”. Desde la perspectiva de la cosmología, nuestra comprensión actual de los mecanismos físicos que ocurren en la primera fracción de segundo tras el tiempo cero nos sugieren que nuestro Universo atravesó en esos instantes iniciales por un corto periodo de expansión descomunal, que denominamos inflación. Una de las consecuencias de algunas variantes de esta teoría de la inflación es la existencia de grandes volúmenes separados, comparables a nuestro Universo observable, y que efectivamente podrían tener valores diferentes de las constantes fundamentales. De existir, desafortunadamente tales regiones no serían observables para nosotros de forma directa.

¿Qué ha aportado al conocimiento del universo el estudio de las partículas elementales que son los constituyentes últimos del Universo?

El estudio del mundo macroscópico y el microscópico están íntimamente ligados. De hecho, para entender los procesos que ocurren en el Universo primitivo necesitamos las mismas herramientas teóricas que describen el mundo cuántico. Históricamente, hay incluso aspectos en los que la cosmología y la física de partículas han ido de la mano. La caracterización de las propiedades físicas de los neutrinos son un buen ejemplo de cómo observaciones del cosmos (desde el Sol hasta la estructuración del Universo) pueden dar información esencial para completar nuestra descripción de teorías fundamentales.

Se habla de repensar el modelo cosmológico estándar, ¿qué significa y por qué?

Más que repensarlo, creo que necesitamos completarlo. El modelo cosmológico estándar proporciona una descripción muy precisa y completa de todas las observaciones del Universo a gran escala. Sin embargo, aún no comprendemos la naturaleza última de algunos de sus constituyentes fundamentales, y tampoco hemos completado la descripción de lo que ocurre en los primeros instantes del Universo. 

Neutrinos, ondas gravitacionales, agujeros negros, FRB… ¿qué sorpresas nos aguardan?

Tenemos la suerte de estar viviendo una época fascinante, en la que la tecnología nos permite explorar el cosmos con nuevas técnicas y con instrumentación cada vez más potente. Hay muchos interrogantes todavía abiertos sobre nuestra compresión del Universo, y seguro que en este proceso descubriremos nuevas sorpresas.  

José Alberto Rubiño Martín. Foto: Autor

Energía oscura, materia oscura, ¿noche oscura del universo?  ¿seremos capaces de desentrañar los misterios del cosmos?

La caracterización de las propiedades y naturaleza última de estos componentes “oscuros” es sin duda uno de los mayores desafíos en Cosmología para los próximos años. De hecho, estamos haciendo grandes esfuerzos en investigación, diseñando misiones espaciales e instrumentación astrofísica de última generación para abordar estas cuestiones.

 ¿Qué descubrimientos podemos esperar para este siglo?

Sin duda la lista será enorme… aunque yo mencionaría tres posibles descubrimientos. Por un lado, estamos desarrollando la tecnología y los telescopios para tener la capacidad de caracterizar las atmósferas de planetas tipo Tierra en nuestro entorno, intentando buscar la huella de bio-marcadores similares a los que tiene nuestro planeta. En segundo lugar, un conjunto de experimentos y misiones espaciales, entre las que se encuentra la misión EUCLID de la Agencia Espacial Europea (ESA), caracterizarán en los próximos años las propiedades de lo que llamamos energía oscura, responsable de la expansión acelerada del Universo. Y finalmente, también experimentos terrestres que miden en el dominio de las microondas, como QUIJOTE en el Observatorio del Teide, o misiones espaciales ahora en fase de diseño como LITEBIRD, están intentando detectar la huella de ondas gravitacionales generadas en el momento de la inflación, para poder responder a la pregunta de cómo nació el Universo.

¿Estamos solos en el Universo? ¿Qué posibilidades hay de que tengamos compañía?

En el Universo observable existen unos 100 mil millones de galaxias. Sus tamaños son muy variados, pero como referencia, sólo nuestra propia galaxia contiene unos 200 mil millones de estrellas. Además, desde hace poco sabemos que, en promedio, existe al menos un planeta por cada estrella de nuestra galaxia. Son cifras descomunales. Y apenas estamos empezando el proceso de caracterización de dichos planetas, con el objetivo de poder detectar otras “Tierras”.

 

Foto principal: Nik Szymanek. IAC.

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

1 comentario

  • Sin duda: para conocer el Universo, necesitamos herramientas cuánticas.

    Lo primero y más interesante, sería contar con un poderoso ordenador cuántico.

    Como son varias las cuestiones que trata el artículo, procederé a sintetizar, si es que mi terminal boba me lo permite.

    Tres conceptos a tener en cuenta para lo que viene: 1) La única realidad primera es la realidad cuántica 2) La información jamás se destruye y 3) Al momento de la presunta explosión del Big-Bang, el espacio que lo espera, no está vacío: está todo lleno.

    Lo que definimos como presunto origen del Big Bang o “punto 0” , no es “tiempo 0”: en el “instante anterior” al presunto Big-Bang, en el que la única realidad “anterior a la proyección” (explosión) es cuántica, los conceptos de “espacio-tiempo, gravedad, materia, Universo o Multiversos”, son meras especulaciones mentales nuestras, nacidas en un origen muy posterior al de la proyección, razón por la que pierden su sentido: simplemente no existen.

    En dicho “punto 0”, solo existe “información atemporal cuántica almacenada y comprimida”, que se expresa – resumidamente – en Qbits; la que justamente, “por desconocer la existencia de una línea de espacio-tiempo gravitacionalmente proyectado”, incluye toda la información del “pasado, presente y futuro suposicionales cuánticos” (si, el futuro cuántico también es preexistente) tanto de nuestro Universo “como de los paralelos, superpuestos y simultáneos que conforman lo que damos en llamar Multiverso cuántico”.

    Al producirse la presunta “Gran Explosión” (Big-Bang) la información estalla y pasa a proyectarse en el espacio-tiempo gravitacional, transformándose en lo que denominamos “materia” gracias a la intervención del “todo lleno” preexistente. La “Quintaescencia”.

    Luego, el “Big-Bang” no ha finalizado su gestión: continúa eyectando información Multiversal al espacio-tiempo gravitacional y absorbiendo la que regresa al “punto 0” en un ciclo entrópico permanente.

    Por otra parte, los “Multiversos Cuánticos”, como las ramificaciones de un gigantesco árbol, “son infinitos, paralelos, superpuestos y simultáneos”.
    Los mismos forman parte de una “gigantesca red neuronal cuántica”, tienen nexo entre si, se comunican, intercambian información, se retroalimentan. Dialogan… Finalmente, las denominadas constantes universales son las mismas para todos los universos paralelos.

    Con respecto a si tenemos compañía, en mi caso, la respuesta es si. De momento, conozco tres. Tenemos compañía, tanto en nuestro Universo, como en las demás realidades paralelas…

    Gracias, saludos

RSS Lo último de Tendencias21

  • Descubren una nueva especie que aclara el origen de los mamíferos 11 agosto, 2022
    Una especie animal que se extinguió hace 220 millones de años brinda información crucial sobre la evolución de los mamíferos y su origen. El descubrimiento, concretado gracias al uso de la tomografía de neutrones, confirma que los mamíferos se originaron en lo que actualmente es el sur de Brasil: además, agrega información al árbol evolutivo […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los continentes de la Tierra se habrían formado a partir de impactos de meteoritos gigantes 11 agosto, 2022
    Una nueva investigación ha proporcionado la evidencia más sólida hasta el momento de que los continentes de la Tierra se formaron por impactos de meteoritos gigantes, que fueron particularmente frecuentes durante los primeros 1.000 millones de años de historia de nuestro planeta. Así lo indica la distribución de los isótopos de oxígeno en una de […]
    Pablo Javier Piacente
  • La región italiana de Calabria fue geológicamente catalana hace 30 millones de años 11 agosto, 2022
    La Calabria italiana formaba parte de las actuales regiones de Cataluña y la Provenza francesa hace 30 millones de años, por lo que su origen se sitúa en la placa euroasiática, es decir, en un continente completamente diferente del que formó los Alpes, los Apeninos y gran parte del territorio italiano.
    Redacción T21
  • Una sugerente danza cósmica funde en un abrazo a los agujeros negros 10 agosto, 2022
    Las fusiones de agujeros negros detectadas mediante ondas gravitacionales muestran que los agujeros negros chocan entre sí con mucha más frecuencia de lo pensado anteriormente. Ahora, una nueva investigación sugiere que los agujeros negros más pequeños se fusionan rápidamente al quedar atrapados en el disco de gas y polvo que rodea a los agujeros negros […]
    Pablo Javier Piacente
  • El Universo podría no tener fin, pero sí ha tenido un origen 10 agosto, 2022
    Una nueva teoría sostiene que, aunque el Universo podría "rebotar" indefinidamente en una interminable sucesión de ciclos de expansión y contracción, esa idea no elimina la necesidad de un principio: de una u otra forma, el cosmos tiene que haber tenido un origen.
    Pablo Javier Piacente
  • Las arañas también podrían soñar mientras duermen 10 agosto, 2022
    Las arañas saltadoras tienen espasmos parecidos al REM cuando duermen, lo que sugiere que sueñan de la misma forma que otros animales más complejos e incluso como los humanos, aunque no podemos saber, de momento, si también perciben imágenes oníricas.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Un agujero del ancho de la Casa Blanca se abre en una zona minera de Chile y no deja de crecer 9 agosto, 2022
    El sumidero apareció súbitamente en un terreno de una empresa minera canadiense en Chile: posee la longitud de dos campos de fútbol y una profundidad de 200 metros. Los geólogos analizan si el gigantesco agujero se abrió por fenómenos naturales o como consecuencia de la actividad minera. Se cree que podría seguir creciendo, hasta alcanzar […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Tierra se aleja del Sol y no sabemos cuáles serán las consecuencias 9 agosto, 2022
    En promedio, la extensión que separa a la Tierra y el Sol está aumentando lentamente con el tiempo. Esta distancia creciente tiene dos causas principales: la lenta pérdida de masa del Sol y las mismas fuerzas que causan las mareas en la Tierra. ¿Cuáles serán las consecuencias de este alejamiento en nuestro planeta?
    Pablo Javier Piacente
  • Crean los primeros embriones sintéticos del mundo, sin necesidad de útero, óvulos o esperma 9 agosto, 2022
    Utilizando células madre de ratones, los científicos han conseguido crear los primeros embriones sintéticos del mundo, con tracto intestinal, un cerebro incipiente y un corazón latiendo. No pueden convertirse en animales vivos, pero podrán aplicarse a tratamientos médicos para humanos.
    Redacción T21
  • El Telescopio Espacial James Webb retrata a Eärendel, la estrella más distante que conocemos 8 agosto, 2022
    WHL0137-LS o Eärendel tiene el récord de ser la estrella más temprana y distante que los humanos hemos tenido la fortuna de ver. Ahora, el telescopio espacial James Webb ha capturado una imagen más detallada de esta antigua estrella, que se encendió alrededor de 900 millones de años después del Big Bang y posee entre […]
    Pablo Javier Piacente