"Pronto sabremos s¨ª el universo es plano, abierto o cerrado"

Desde el Big Bang, la gran explosi¨®n que origin¨® el Universo, ¨¦ste ha ido expandi¨¦ndose hasta alcanzar su configuraci¨®n actual. A tal expansi¨®n, sin embargo, se le opone una desaceleraci¨®n que provoca que ambas fuerzas se mantengan en equilibrio. A esta conclusi¨®n ha llegado la astrof¨ªsica espa?ola Pilar Ruiz Lapuente, tras analizar los resultados preliminares de un amplio estudio sobre la densidad de materia del Universo en el que participan el departamento de Astronom¨ªa de la Universidad de Barcelona y el Instituto de Astrof¨ªsica de Canarias. Seg¨²n las observaciones de la investigadora, profesora titular de la UB y miembro del equipo de investigaci¨®n, la velocidad actual de expansi¨®n del Universo es de 68 kil¨®metros por segundo.Los resultados, aclar¨® Ruiz Lapuente a este peri¨®dico, pueden resolver una de las inc¨®gnitas que a¨²n se mantienen sobre la estructura del Universo y determinar cu¨¢l es su destino m¨¢s previsible. Si, como se apunta, se mantuviera el equilibrio, ello querr¨ªa decir, seg¨²n la investigadora, que el Universo "ser¨ªa plano" y su contracci¨®n futura "altamente improbable". En el caso de que la desaceleraci¨®n fuera mayor que la velocidad de expansi¨®n, el Universo tender¨ªa a contraerse hasta provocar su colapso. Por el contrario, si la desaceleraci¨®n fuera manifiestamente inferior a la velocidad de expansi¨®n, el Universo se considerar¨ªa abierto, continuar¨ªa expandi¨¦ndose.

Los resultados definitivos de esta investigaci¨®n no llegar¨¢n antes de dos a?os. No obstante, afirma la investigadora, la constataci¨®n de la velocidad de expansi¨®n y el equilibrio que parece mantener con su desaceleraci¨®n permiten considerar que al menos el Universo es plano, es decir "ni se expande ni se contrae" una vez contrapuestas ambas fuerzas. Con los resultados definitivos en la mano, indica, "estaremos en condiciones de afirmar si el Universo es abierto, plano o cerrado con tan s¨®lo un 20% de incertidumbre".

En la investigaci¨®n adquiere un papel relevante un m¨¦todo desarrollado por la propia investigadora a trav¨¦s del cual es posible estimar distancias extragal¨¢cticas para intentar determinar el ritmo de expansi¨®n del Universo, la llamada constante de Hubble. "Despu¨¦s de aplicar este m¨¦todo cubriendo el cielo en todas direcciones y viendo galaxias muy alejadas de nosotros, he podido comprobar que el Universo se expande a 68 kil¨®metros por segundo".

El proyecto en el que participa Ruiz Lapuente forma parte de un conjunto de l¨ªneas de investigaci¨®n en los que las supernovas, los objetos estelares m¨¢s brillantes que pueden observarse en el cielo, son los principales protagonistas. Para esta investigaci¨®n, el conocimiento de la din¨¢mica de estos cuerpos estelares "da informaci¨®n valiosa" tanto del origen como de la evoluci¨®n de las galaxias.

Precisamente, el inter¨¦s de Ruiz Lapuente por las supernovas motiv¨® un reciente art¨ªculo en la revista Science en el que se revisaba el estado actual de conocimiento y se apuntaban diversas hip¨®tesis sobre su din¨¢mica y evoluci¨®n. En particular, de las grandes explosiones termonucleares que se dan cuando dos enanas blancas orbitan formando sistemas binarios. "La magnitud de la explosi¨®n", indica, "impide determinar con exactitud cu¨¢l es la estrella compa?era". ?ste es uno de los grandes misterios por resolver en la astrof¨ªsica actual. Su resoluci¨®n es importante por cuanto los supernovas desempe?an un papel b¨¢sico en la evoluci¨®n y composici¨®n qu¨ªmica de las galaxias. "Muchos de los elementos de la aclara, "surgen de la explosi¨®n de supernovas". Entre ellos, los metales pesados como n¨ªquel o hierro.

Ruiz Lapuente aventura dos posibles hip¨®tesis acerca de la explosi¨®n que da lugar a las supernovas. En la primera de ellas, la explosi¨®n podr¨ªa ser debida a la fusi¨®n termonuclear de dos enanas blancas que van acerc¨¢ndose debido a la emisi¨®n de ondas gravitatorias. La enana blanca m¨¢s masiva absorber¨ªa la materia de la compa?era, con lo que ganar¨ªa en temperatura hasta provocar laexplosi¨®n. En este caso, afirma, "dif¨ªcilmente se observar¨ªan restos de la estrella companera". La segunda hip¨®tesis apunta como explicaci¨®n una transferencia de materia de una estrella a otra. "Se tratar¨ªa de una supergigante o una subgigante que todav¨ªa est¨¢ quemado combustible que absorbe la materia de la compa?era", razona. La determinaci¨®n de la estrella compa?era es clave para explicar qu¨¦ mecanismo induce este tipo de explosiones, qu¨¦ caracter¨ªsticas van a tener, cu¨¢l es su ritmo, y qu¨¦ papel tienen en el Universo temprano.

La inc¨®gnita podr¨ªa ser resuelta con las im¨¢genes obtenidas por el Hubble en sus observaciones del Universo profundo. Pero tambi¨¦n a partir del desarrollo y mejora de m¨¦todos de simulaci¨®n num¨¦rica de los que actualmente trabajan diversos grupos de investigaci¨®n internacionales. La simulaci¨®n num¨¦rica por ordenador, indica, est¨¢ aclarando, por ejemplo, qu¨¦ tipo de estrellas pueden dar lugar a agujeros negros. Los m¨¦todos num¨¦ricos han determinado ya qu¨¦ rango de masas es preciso para que una estrella muy masiva forme una estrella de neutrones como paso previo a un agujero negro. En concreto, se ha visto que "estrellas que tienen 40 y 50 veces la masa del Sol" pueden dar lugar a agujeros negros. La inc¨®gnita pendiente, en este caso, es c¨®mo desaparecen las capas externas de una estrella masiva. "Los modelos num¨¦ricos", dice, "no han llegado a prever c¨®mo van desapareciendo las capas externas hasta dejar s¨®lo el n¨²cleo compacto de la estrella de neutrones".