¿A qué velocidad se mueve nuestro universo?

Tengo costumbre recurrir a la historia y a los clásicos, más que nada porque todo parece estar inventado. Aunque nos las demos de civilización súper tecnológica y avanzada, en realidad “según van pasando los años, la vida rima con nosotros mismos”, dijo la semana pasada el poeta.

Las grandes preguntas de hoy y las cosas básicas, las más importantes, siguen siendo las mismas. Aunque nuestro entendimiento de esos fundamentos va evolucionando y nos rima mejor el cosmos, hay conceptos básicos que no se mueven. Y ahí vamos a ir hoy, al movimiento. Al movimiento y con respecto a qué lo definimos. Un sistema de referencia universal, lo que es el Santo Grial de la física (lo confieso, tengo una vez más Indiana Jones y la última cruzada de fondo mientras escribo).

Aristóteles ya hace más de 24 siglos trató de entender por qué y cómo todas las cosas que conocemos se mueven, en el espacio pero también en el tiempo, es decir, evolucionan. Puso encima de la mesa el concepto de que todo movimiento tiene una causa (o un conjunto de ellas), una fuerza que lo provoca (lo de fuerza lo pongo yo como físico) y que las interacciones que provocan esos movimientos se suceden. Además el famoso filósofo griego planteó la necesidad de un ente inmóvil que fuera el motor primigenio para explicar el movimiento de todo.

Ese ente inmóvil que define la esencia del movimiento podemos, en cierta forma, concebirlo como el sistema de referencia, algo sobre lo que pensaron mucho científicos ilustres como Galileo Galilei, Isaac Newton y Albert Einstein. Dejando aparte la discusión más farragosa sobre tipos de sistemas de referencia y cómo las leyes físicas no cambian en algunos de ellos (o no deberían cambiar si las entendemos bien), el hecho es que el movimiento, su ausencia, su variación o la inercia, debe definirse con respecto a algo. Y aquí es donde quiero detenerme para describir cómo nuestra existencia está ligada a movimientos que, a pesar de producirse a velocidades increíbles, nos pasan completamente desapercibidos; si no vives mirando por un telescopio, claro.

En lo que tarda en leer esta frase, unos 5 segundos, y si está en la España peninsular o en las Islas Baleares, se ha movido aproximadamente un kilómetro y medio.

En lo que tarda en leer esta frase, unos 5 segundos, y si está en la España peninsular o en las Islas Baleares, se ha movido aproximadamente un kilómetro y medio. A latitudes intermedias, la superficie terrestre se mueve a una velocidad de unos 1.200 kilómetros por hora, cada punto completando una circunferencia en unas 24 horas de tiempo solar, ríete tú de Carlos Sainz Jr. o Fernando Alonso, cogiendo como sistema de referencia el definido por el centro de la Tierra y su eje de rotación. En Canarias van como un 20% más rápido, y si alguien nos leyera desde el Polo Sur estaría en reposo en ese sistema de referencia. El motor, incluso motores podríamos decir, que provoca ese movimiento lo encontramos en conceptos físicos nada sencillos como la gravedad o el momento angular y su conservación, entre otros.

Lo normal en nuestra vida es que aquello que en algún momento tomamos como referencia se mueva, con lo cual se demuestra que no era muy buena elección (y no estamos hablando de personajes que han saltado de partido en múltiples ocasiones) o que maduramos y encontramos alguna mejor. Lo mismo pasa en el universo. Resulta que lo que en el párrafo anterior tomábamos como referencia, el centro de la Tierra y su eje de rotación, también se mueven.

Dejando aparte el eje y concentrándonos solo en el primero, la Tierra orbita alrededor del Sol, de nuevo debido a la gravedad y a la conservación del momento angular, a la friolera de casi 30 kilómetros por segundo o algo más de 107.000 kilómetros por hora, una velocidad bastante constante. Ese valor increíble es como la mitad de la velocidad que alcanzó una tapa que pusieron encima de una bomba nuclear hace más de 50 años para probar si se podían detonar de manera controlada bajo tierra. La prueba no fue muy exitosa, la tapa supuestamente se volatilizó o se expulsó al espacio exterior, el hecho es que nunca se encontró, pero se midió su velocidad poco después de la explosión.

Seguimos nuestro viaje, penúltima parada: el Sol y sus inmediaciones, lo que se conoce como el sistema de reposo local, que es lo que se utiliza para medir cómo se mueve todo lo demás en el universo con respecto a nosotros, viajamos a más de 800.000 kilómetros por hora (220 km/s) alrededor del centro de masas de nuestra galaxia, la Vía Láctea. El Sol, de hecho, va algo más rápido que eso acercándonos un pelín al centro galáctico y subiendo por encima del disco de nuestra galaxia. Esta velocidad ya son palabras mayores. El hombre no ha construido nada que vaya tan rápido, el récord lo tiene la sonda espacial Parker Solar Probe, que alcanzó en 2021 los 700.000 km/h, un 0.06% la velocidad de la luz en el vacío.

Y finalmente llegamos al último movimiento en el que estamos inmersos sin enterarnos. La Vía Láctea se mueve a más de 2 millones de kilómetros cada hora (alrededor de 600 kilómetros cada segundo) en la dirección de la constelación de Leo (raro poner esa referencia porque la constelación “está en nuestra galaxia”). ¡¿Y con respecto a qué?! Pues la Vía Láctea se mueve con respecto a lo que podríamos considerar el universo completo, definido a partir de lo que llena todo el universo y no se mueve con respecto a él, porque es él mismo: la radiación cósmica de fondo.

La Vía Láctea se mueve a más de 2 millones de kilómetros cada hora (alrededor de 600 kilómetros cada segundo), ¡y vivimos pensando que estamos quietos!

Los fotones de esa radiación que llena el espacio-tiempo y que se crearon cuando la edad del cosmos era solo 370.000 años, un 0.003% la edad actual, no se ven igual hacia un lado del cielo que hacia el opuesto. Unos nos los comemos calentitos (nos parecen fotones más energéticos de lo “normal”), de otros nos alejamos fríamente (nos parecen fotones menos energéticos) por ese movimiento peculiar de nuestra galaxia en el universo. ¡Y vivimos pensando que estamos quietos!

Y la radiación cósmica de fondo, ¿se mueve con respecto a algo? ¿Nuestro universo, digamos el que podemos observar, se mueve con respecto a algo? ¿Es esa radiación cósmica de fondo el motor inmóvil que buscaba Aristóteles? ¿Lo es la gravedad porque explica todos los movimientos que hemos descrito? Si consideramos que la radiación cósmica de fondo no se mueve, ¿cómo entendemos su relación como sistema de referencia con el hecho de que el universo se expande, que cada segundo lo que antes era un centímetro de espacio vacío pasa a ser algo más grande? Y si ese espacio está vacío, ¿existe? Tiene que existir, pero no lo llena nada, o nada que conozcamos. ¿Cómo se define entonces el vacío? ¿El motor inmóvil aristotélico es aquello que sea el vacío?

La verdad es que ahora mismo no puedo más, me vuelvo al sillón a ver acabar Indiana Jones y a pretender que estoy quieto.

Vacío Cósmico es una sección en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista científico sino también filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” hace referencia al hecho de que el universo es y está, en su mayor parte, vacío, con menos de 1 átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro cúbico, lo que invita a una reflexión sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La sección la integran Pablo G. Pérez González, investigador del Centro de Astrobiología; Patricia Sánchez Blázquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiología.

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