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¿Y si el Big Bang, la teoría predominante de cómo surgió nuestro universo, nunca se hubiera producido? ¿Y si el universo no se ha expandido a partir de una pequeña bola de fuego densa, sino que ha permanecido en un estado estacionario durante 13.800 millones de años sin principio ni fin? Un interesante análisis publicado en Progress in Physics en 2022 afirma que el Big Bang podría ser un fracaso porque se basa en el efecto Doppler, o desplazamiento Doppler, una teoría histórica de la física que el matemático y físico austriaco Christian Doppler propuso en 1842.
El efecto Doppler explica que el aumento o disminución de la frecuencia percibida de la luz, el sonido u otras ondas (nótese la palabra ondas aquí) depende de cómo una fuente y un objeto se mueven el uno hacia el otro. En el espacio, el efecto Doppler influye en la luz que emiten los cuerpos planetarios: si un cuerpo en el espacio se aleja de nosotros, su luz se separa, o se "desplaza al rojo" (ya que se desplaza hacia longitudes de onda más largas). En cambio, si un cuerpo se desplaza hacia nosotros, sus ondas luminosas se compactan o se "azulan" (porque la luz se desplaza hacia longitudes de onda más cortas). Esto se debe a que en el espacio el azul significa cerca, y el rojo, más lejos; este principio es claro como el agua para los astrónomos. Las mediciones de la luz de las estrellas han llegado hasta ahora a la conclusión de que todas las galaxias se desplazan hacia el rojo. En otras palabras, estas pruebas apoyan la teoría del Big Bang, según la cual el universo está en constante expansión.
Pero Jack Wilenchik, autor del provocador estudio, duda mucho de que el desplazamiento al rojo signifique movimiento. De hecho, cree que el efecto Doppler puede ser en realidad un talón de Aquiles que derribe la teoría del Big Bang.
¿Una razón para suponer que el Universo no empezó con un Big Bang?
"El efecto Doppler es una teoría de hace 180 años que nadie ha respaldado con pruebas experimentales", explica Wilenchik a Popular Mechanics. Para observar los diferentes planetas y lunas del sistema solar, Wilenchik, que es abogado de profesión y astrónomo aficionado, tomó prestada una sencilla prueba de espectroscopia que el astrónomo inglés William Huggins había utilizado por primera vez en 1868. La espectroscopia es el estudio y la medición de los espectros, es decir, los diagramas o gráficos que representan la intensidad de la luz de un cuerpo astronómico, como una estrella. Wilenchik también utilizó datos de los espectrómetros del Observatorio Keck, con sede en Hawái, disponibles en Internet, y encargó a un astrofísico profesional que los procesara por él. Los resultados de su estudio concuerdan con una idea diferente e incompatible sobre el universo: el modelo de la luz cansada.
Ideada en 1929 por el astrónomo suizo Fritz Zwicky, la hipótesis de la luz cansada atribuye el corrimiento al rojo del universo al hecho de que los fotones, los diminutos paquetes de energía electromagnética que componen la luz, pierden energía a medida que atraviesan el gran cosmos. Por lo tanto, una disminución o un aumento de la energía no significan necesariamente movimiento, por lo que no puede existir un universo que se estire. Este modelo indica que la luz simplemente pierde energía con el tiempo, por lo que el universo debe ser estático.
"No, el universo no empezó como la explosión de un átomo ni nada parecido", afirma Wilenchik. "El universo no tiene principio ni fin", afirma, refutando la teoría del átomo primigenio que el sacerdote, físico y astrónomo belga Georges Lemaître propuso por primera vez en 1927. (Más tarde, el astrónomo Fred Hoyle acuñó el término "Big Bang" para la idea de los orígenes cósmicos de Lemaître, y se quedó).
Según Wilenchik, el hecho de que una estrella se enrojezca o se vuelva más azul se reduce en última instancia a la teoría corpuscular de la luz de Isaac Newton. La teoría newtoniana postula que la luz está formada por partículas diminutas, o "corpúsculos", que viajan constantemente en línea recta. En esencia, los desplazamientos azules o rojos que vemos en el espacio son simplemente el resultado de los diferentes tamaños de los corpúsculos: una luz azul significa cuerpos más grandes, mientras que una luz roja significa cuerpos más pequeños. "Si la luz no está en ondas, se acabó la teoría Doppler, porque toda la teoría se basa en la idea de que la luz está en ondas", afirma Wilenchik.
Pero su opinión de que las galaxias son átomos y las estrellas luz es especialmente intrigante (ha escrito un libro al respecto que puede consultarse gratuitamente en Internet). "Como el universo ni se expande ni se contrae, lo que tenemos en el cielo son espirales gigantes. Y tenemos algo muy extraño y único llamado estrellas", dice.
Esto es lo que quiere decir: fue a finales del siglo XIX cuando el físico escocés-irlandés William Thomson, más conocido como Lord Kelvin, sugirió que el átomo es un "vórtice" en el "éter". Totalmente de acuerdo, Wilenchik afirma que los átomos tienen espirales en su núcleo, y también las galaxias, y también los grandes cúmulos de galaxias o supergalaxias, porque la misma estructura de vórtice impregna todo el cosmos, desde el nivel macroscópico hasta el microscópico. El universo es infinitamente grande, infinitamente pequeño e interminable; las estrellas son extraños haces de luz; y tenemos que reconsiderar la teoría del efecto Doppler, concluye Wilenchik.
Pero no todo el mundo está de acuerdo.
Por qué la teoría del Big Bang es nuestra mejor explicación hasta ahora
"La premisa de que el Big Bang es un gran fracaso debido a su dependencia del efecto Doppler es un gran salto en la lógica. La teoría de Doppler se ha probado repetidamente y se ha mantenido", dice a Popular Mechanics el doctor Stephen Holler, profesor asociado de Física en la Universidad de Fordham.
El efecto Doppler es un fenómeno ondulatorio con el que todos estamos familiarizados. Por ejemplo, el sonido. La forma en que el tono de un vehículo en marcha, sobre todo de un vehículo que se desplaza rápidamente, como una ambulancia o un camión de bomberos, hiere los oídos o se desvanece a medida que el vehículo se acerca o se aleja de uno es una buena ilustración de la "compresión o elongación de la onda" en relación con uno, el observador, dice Holler. Aplicaciones médicas como la velocimetría Doppler (una prueba que mide el flujo sanguíneo y las imágenes de ultrasonidos en 3D) también deben su existencia al efecto Doppler. Y cuando se trata del núcleo del argumento de Wilenchik, que es que los desplazamientos hacia el rojo y el azul no se corresponden con las predicciones sobre cómo se mueven los objetos planetarios, Holler afirma que prácticamente no habríamos emprendido la exploración extraterrestre sin el efecto Doppler.
"Extraterrestremente, hemos sido capaces de reconciliar la composición química de estrellas y planetas observando la correspondencia de las líneas espectrales con las líneas conocidas observadas de los productos químicos en la Tierra a través de la espectroscopia Doppler", dice Holler. Es cierto que quizá nunca sepamos si la teoría del Big Bang es correcta, pero actualmente es nuestra mejor descripción del origen del universo, prosigue. "Wilenchik, un obvio originalista que se apoyaba en otros para analizar los datos por él, destaca la improbabilidad de la teoría del átomo primigenio", añade Holler. Pero la teoría entró en el reino de la ciencia hace casi un eón, cuando las pruebas apenas empezaban a llegar y a interpretarse o, en otras palabras, cuando no sabíamos lo que no sabíamos": "No vivimos en un mundo de hechos alternativos. Debemos ir hacia donde apuntan las pruebas. Actualmente no hay nada que sugiera que el Big Bang sea un mito", afirma Holler.
En la antigua mitología griega, las deidades gobiernan los cielos y, en conjunto, la dinámica del nacimiento y la aniquilación. Para Wilenchik, esto no es una coincidencia: que todavía tengamos planetas con nombres de dioses griegos, (aunque los romanos "romanizaran" los nombres de la mayoría más tarde), encierra algún tipo de simbolismo cósmico. "Si lo divino es alguien que crea o destruye cosas, entonces las galaxias podrían ser lo divino a su manera", sugiere el abogado de Phoenix. Según Wilenchik, esta herencia simbólica podría ir más allá de la teoría y trazar paralelismos atractivos, aunque no esotéricos, entre lo simbólico y lo pragmático. Podría inspirar un nuevo examen de los principios de la teoría cosmológica, como el efecto Doppler, crucial para comprender la expansión del universo.
"Podríamos volver a investigar la teoría Doppler observando el comportamiento de un planeta como Mercurio, del que sabemos cuándo se acerca o se aleja de nosotros y a qué velocidad", explica Wilenchik. De este modo, podríamos ver si se desplaza hacia el rojo o hacia el azul".
Una investigación en profundidad como ésta podría proporcionarnos una comprensión más profunda de cómo funciona el universo, ya que Wilenchik sugiere que llevamos demasiado tiempo acomodados en la teoría del Big Bang. ¿Empezamos con una explosión o los nuevos comienzos están sobrevalorados?
Stav Dimitropoulos’s science writing has appeared online or in print for the BBC, Discover, Scientific American, Nature, Science, Runner’s World, The Daily Beast and others. Stav disrupted an athletic and academic career to become a journalist and get to know the world.
