"Pronto sabremos sí el universo es plano, abierto o cerrado"

Desde el Big Bang, la gran explosión que originó el Universo, éste ha ido expandiéndose hasta alcanzar su configuración actual. A tal expansión, sin embargo, se le opone una desaceleración que provoca que ambas fuerzas se mantengan en equilibrio. A esta conclusión ha llegado la astrofísica española 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 Astronomía de la Universidad de Barcelona y el Instituto de Astrofísica de Canarias. Según las observaciones de la investigadora, profesora titular de la UB y miembro del equipo de investigación, la velocidad actual de expansión del Universo es de 68 kilómetros por segundo.Los resultados, aclaró Ruiz Lapuente a este periódico, pueden resolver una de las incógnitas que aún se mantienen sobre la estructura del Universo y determinar cuál es su destino más previsible. Si, como se apunta, se mantuviera el equilibrio, ello querría decir, según la investigadora, que el Universo "sería plano" y su contracción futura "altamente improbable". En el caso de que la desaceleración fuera mayor que la velocidad de expansión, el Universo tendería a contraerse hasta provocar su colapso. Por el contrario, si la desaceleración fuera manifiestamente inferior a la velocidad de expansión, el Universo se consideraría abierto, continuaría expandiéndose.

Los resultados definitivos de esta investigación no llegarán antes de dos años. No obstante, afirma la investigadora, la constatación de la velocidad de expansión y el equilibrio que parece mantener con su desaceleración 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 sólo un 20% de incertidumbre".

En la investigación adquiere un papel relevante un método desarrollado por la propia investigadora a través del cual es posible estimar distancias extragalácticas para intentar determinar el ritmo de expansión del Universo, la llamada constante de Hubble. "Después de aplicar este método cubriendo el cielo en todas direcciones y viendo galaxias muy alejadas de nosotros, he podido comprobar que el Universo se expande a 68 kilómetros por segundo".

El proyecto en el que participa Ruiz Lapuente forma parte de un conjunto de líneas de investigación en los que las supernovas, los objetos estelares más brillantes que pueden observarse en el cielo, son los principales protagonistas. Para esta investigación, el conocimiento de la dinámica de estos cuerpos estelares "da información valiosa" tanto del origen como de la evolución de las galaxias.

Precisamente, el interés de Ruiz Lapuente por las supernovas motivó un reciente artículo en la revista Science en el que se revisaba el estado actual de conocimiento y se apuntaban diversas hipótesis sobre su dinámica y evolución. En particular, de las grandes explosiones termonucleares que se dan cuando dos enanas blancas orbitan formando sistemas binarios. "La magnitud de la explosión", indica, "impide determinar con exactitud cuál es la estrella compañera". Éste es uno de los grandes misterios por resolver en la astrofísica actual. Su resolución es importante por cuanto los supernovas desempeñan un papel básico en la evolución y composición química de las galaxias. "Muchos de los elementos de la aclara, "surgen de la explosión de supernovas". Entre ellos, los metales pesados como níquel o hierro.

Ruiz Lapuente aventura dos posibles hipótesis acerca de la explosión que da lugar a las supernovas. En la primera de ellas, la explosión podría ser debida a la fusión termonuclear de dos enanas blancas que van acercándose debido a la emisión de ondas gravitatorias. La enana blanca más masiva absorbería la materia de la compañera, con lo que ganaría en temperatura hasta provocar laexplosión. En este caso, afirma, "difícilmente se observarían restos de la estrella companera". La segunda hipótesis apunta como explicación una transferencia de materia de una estrella a otra. "Se trataría de una supergigante o una subgigante que todavía está quemado combustible que absorbe la materia de la compañera", razona. La determinación de la estrella compañera es clave para explicar qué mecanismo induce este tipo de explosiones, qué características van a tener, cuál es su ritmo, y qué papel tienen en el Universo temprano.

La incógnita podría ser resuelta con las imágenes obtenidas por el Hubble en sus observaciones del Universo profundo. Pero también a partir del desarrollo y mejora de métodos de simulación numérica de los que actualmente trabajan diversos grupos de investigación internacionales. La simulación numérica por ordenador, indica, está aclarando, por ejemplo, qué tipo de estrellas pueden dar lugar a agujeros negros. Los métodos numéricos han determinado ya qué 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 incógnita pendiente, en este caso, es cómo desaparecen las capas externas de una estrella masiva. "Los modelos numéricos", dice, "no han llegado a prever cómo van desapareciendo las capas externas hasta dejar sólo el núcleo compacto de la estrella de neutrones".