Cosmología

“La materia oscura y los dinosaurios”, Lisa Randall

MateriaDinosauriosHace unos 66 millones de años, en el periodo Cretático tardío, cuando los dinosaurios todavía dominaban por la Tierra, un gran cometa de más de 10 km de diámetro colisionó con nuestro planeta provocando presuntamente la extinción de más del 75% de las especies del planeta y dando lugar al comienzo del periodo Paleógeno. ¿Podría ser que la materia oscura, uno de los principales interrogantes de la física del siglo XXI, estuviese vinculada con este suceso? Eso es lo que lleva años divulgando la cosmóloga Lisa Randall, y explica con bastante detalle en su libro “La materia oscura y los dinosaurios”, cuyas ideas principales pretendo resumir en esta entrada.

Hace apenas cien años parecía que la ciencia del cosmos y la ciencia de las extinciones masivas no tenían mucho que ver. Los dinosaurios, grandes reptiles extintos de cuya existencia sabíamos con bastante detalle gracias al registro fósil, parecían haberse extinguido a causa de su gran tamaño, que les habría vuelto demasiado torpes para competir en la selección natural. Tan solo cuando durante el siglo XX pudimos comprender mejor la estructura del sistema solar y el hecho de que estábamos constantemente expuestos a la posible colisión de cometas y meteoroides surgió la propuesta, gracias al geólogo Walter Álvarez, de que quizás su extinción hubiese estado más bien motivada por un impacto extraterrestre.

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Reconstrucción del impacto K/Pg

La hipótesis de la extinción por impacto supuso todo un hito en la historia de la ciencia, al unir la física, la geología, la biología y la química. En primer lugar, Álvarez y su padre se dieron cuenta, al analizar la capa de arcilla que separa los estratos geológicos del Cretático del Paleógeno (límite K/Pg) de que esta tenía una elevada concentración de iridio. El iridio es un elemento que no abunda en la superficie terrestre, pero sin embargo es muy característico de cuerpos celestes, lo cual les llevó a conjeturar que el hecho de que este hubiese depositado por todo el globo podía ser una clara evidencia de una colisión con nuestro planeta. Casi veinte años después de que empezasen a promover esta idea, en torno a 1990, se aceptó como evidencia de la propuesta el cráter Chicxulub de 180 km de diámetro de la península de Yucatán, en México.

Ahora, veinticinco años después, la cosmóloga Lisa Randall continúa con esta línea de investigación relacionando a la materia oscura con la llegada periódica de diversos cometas hasta nuestro barrio en el sistema solar. Aunque, tal y como ella misma aclara, llegó a esta conclusión de forma totalmente casual, inspirada por la pregunta de otro físico que le preguntó si creía que podía haber alguna relación entre sus investigaciones y la extinción de los dinosaurios. Pero vayamos por partes.

El primer bloque del libro habla acerca de las nociones básicas de cosmología y se llama “La evolución del universo”. En él explica cuestiones como la expansión, las diferentes fases del Big Bang, las diferencias entre radiación, materia y energía oscura y el modelo cosmológico concordante (con los datos), según el cual podemos estar seguros de que en torno al 85% de la materia del universo es oscura (un tipo de materia diferente a la que conocemos que no interactúa con la luz). La materia oscura no es antimateria ni tampoco agujeros negros, sino algo completamente desconocido.

El segundo bloque, más detallado y que abarca casi la mitad del libro, se llama “Un sistema solar activo” y describe todos los ingredientes del mismo, desde el propio Sol hasta los planetas, pasando por las lunas, los meteoroides, los cometas y los detalles técnicos relacionados con su nomenclatura, como por ejemplo por qué Plutón ha pasado a ser considerado un planeta enano (en resumen, porque de otro modo se tendrían que haber añadido a la lista otro buen montón de planetas “plutonianos”). Considero que esta parte del libro es exquisita y transmite a la perfección la idea, normalmente ignorada, de que todo el espacio que hay entre los planetas no está vacío sino más bien relleno de cuerpos difícilmente observables describiendo sus propias órbitas alrededor del Sol, algunas de las cuales atraviesan la de la Tierra con frecuencia.

Randall analiza también en esta sección las posibles formas de prevenirnos de estas colisiones que existen, que fundamentalmente consisten en desviar los astros amenazantes con bombas o asistencias gravitacionales. Además, identifica como nuestro mayor problema en este sentido la nube de Oort, una gran masa esférica de astros ubicada a un año luz de nosotros que envuelve al sistema solar. Por cuestiones de la física de órbitas que ya conocemos desde Newton, es mucho más fácil que pequeñas perturbaciones desvíen un cometa de la nube de Oort hasta la Tierra que que desvíen otro objeto más próximo, por ejemplo del cinturón de asteroides que tenemos entre Marte y Júpiter, debido a que su estabilidad es notablemente inferior. En particular, pequeñas variaciones en la gravedad de todo el sistema debidas a nuestro movimiento por la Vía Láctea podrían desencadenar este tipo de sucesos.

Por último, en el tercer bloque, explica cómo la materia oscura podría provocar estas perturbaciones catastróficas con un periodo de aproximadamente 32 millones de años, desencadenando lluvias de cometas que en más de una ocasión podrían haber colisionado con la Tierra, bien fuese de forma directa o tras ser desviados varias veces por Júpiter y los demás planetas.

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Representación de las oscilaciones del Sol a través del disco de materia oscura.

La propuesta es sencilla. La vía láctea tiene aproximadamente una forma de disco, con un radio de unos 50 mil años luz de radio y un grosor despreciable. Si la materia oscura presente en nuestra galaxia (recordemos, un 85% de toda la materia) pudiese interactuar consigo mismo de un modo similar a como interactúan las cargas de materia estándar, esto podría dar lugar a otro disco de materia oscura más fino cortando la galaxia por la mitad. El Sol, durante su traslación, no solo da vueltas alrededor de la Vía Láctea, sino que además oscila de un lado a otro del disco de materia oscura, y las condiciones que se deben cumplir son compatibles con que lo haga, aproximadamente, cada 32 millones de años. Así que Randall, en esencia, se dio cuenta de que este dato podía justificar la aparición periódica de cometas apocalípticos.

Su propuesta, por supuesto, no surge de la nada. Ya hace décadas que los geólogos han observado una periodicidad sospechosa en las extinciones de especies, muchas de las cuales coinciden con cráteres de impacto sobre la superficie de nuestro planeta. Diversas estimaciones han propuesto periodos de entre 26 y 35 millones de años para estos episodios, y de hecho en los años ochenta se planteó la posibilidad de que el Sol tuviese una hermana gemela, una enana marrón llamada Némesis, que al formar orbitar en torno a este perturbase la nube de Oort con esa frecuencia. Némesis tuvo que ser descartada porque el radio de su órbita era incompatible con las observaciones y además ya tendría que haber sido observada por nuestros aparatos, pero el mecanismo de Randall basado en colisiones con el disco de materia oscura es un candidato serio.

Cabe destacar, además, que uno de los puntos más fuertes de la idea es que no es una explicación que haya nacido a partir para explicar este periodo de los cometas, sino que solo es una consecuencia colateral. Randall pretendía con su disco de materia oscura, en realidad, justificar el movimiento observado de las estrellas de la Vía Láctea. Tanto el tamaño del disco como su densidad estaban bastante delimitados antes de que le preguntasen si podría explicar la extinción de los dinosaurios, y el hecho de que la respuesta haya sido afirmativa supone un gran empujón, ya que no solo resuelve el problema de la distribución de materia en la galaxia sino que además resuelve el de los cometas. Y en ciencia se valora mucho que una teoría mate varios pájaros de un tiro.

En conclusión, ¿podemos afirmar que seguramente la materia oscura tenga por hobby lanzarnos cometas con frecuencia? Las evidencias son escasas, y la propia Randall lo reconoce. La sonda Gaia de la Agencia Espacial Europea, que está tomando datos en este preciso momento de la distribución de las estrellas en nuestra galaxia y su movimiento para ayudarnos a comprender mejor, entre otras cosas, la distribución de la materia oscura, parece que no es favorable. Aún así, recomiendo el libro a quien quiera aprender sobre todos los datos que han motivado la propuesta.

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Categorías:Cosmología, Física, Libros

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