CIENCIA › PATRICIA TISSERA, ASTRONOMA

Jugando a las galaxias con el universo

La doctora Patricia Tissera es investigadora del Conicet y trabaja en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio, en busca de la estructura del universo y la formación de las galaxias.

 Por Leonardo Moledo

–Así como se cuenta lo que hacen los futbolistas, lo que hacen las estrellas de televisión, también se puede contar qué es lo que hacen los científicos. Por eso le pregunto a usted qué es lo que hace, cuál es su especialidad y le pido que me lo cuente como si estuviera en un café.

–Lo que yo hago es estudiar la formación de la estructura del universo: las galaxias en particular y las estructuras mayores, que serían grupos más grandes.

–Cúmulos.

–Grupos cúmulos, así es.

–¿Y un cúmulo cuántas galaxias tiene?

–Cúmulo, en realidad, sería la palabra genérica. Más o menos entre 50 y mil galaxias.

–¿Cuál es la unidad de medida, entonces?

–La galaxia. Y lo que nosotros estudiamos es cómo se forman esas galaxias y cómo se forma esa estructura más global, la de los cúmulos, y cómo se relaciona eso con los modelos cosmológicos. Nosotros, en particular, hacemos simulaciones numéricas. Trabajamos con observaciones pero no realizadas por nosotros y confrontamos los modelos con las observaciones. Entonces lo que hacemos es tomar diferentes teorías de la física y tratar de armar modelos de galaxias que me permitan comprender cómo se forman bajo ciertas hipótesis. Después esos modelos se corren en computadoras y se sacan resultados que podemos comparar con las observaciones y así saber si las hipótesis eran correctas o no. No es el trabajo del astrónomo tradicional, observacional, sino más bien numérico.

–¿Cuáles son los modelos que están en juego?

–En este momento nosotros trabajamos bajo el modelo cosmológico, es decir, no estudiamos una galaxia sola (como podría ser la Vía Láctea), sino que nos interesa esa galaxia dentro de su contexto. Creemos que todos los modelos de formación del universo normalmente postulan que el medio donde se forma la galaxia es importante. Nuestro modelo favorito en este momento es el llamado Modelo de Agrupación Jerárquica de la Estructura.

–¿Y cómo es?

–Según este modelo lo primero que se forman son las galaxias chiquititas y después se van agrupando en grupos mayores. El problema es que cuando uno mira adentro de la galaxia tiene que poner más ingredientes y se va haciendo cada vez más complejo. Si bien uno asume ese marco general, después tiene que decir que las estrellas se van a formar, y explicar cómo se forman y cómo evolucionan. No basta con ese modelo cosmológico, sino que hay que poner en juego modelos físicos, porque uno puede introducir como importante el polvo interestelar, otro las interacciones entre las galaxias. Y todo eso hace una variación de modelos. Si bien el marco general está forjado, después los ingredientes particulares (los procesos físicos a escalas más chiquititas) no tienen una jerarquía demasiado definida.

–La estructura a gran escala es de filamentos...

–Bueno, observacionalmente, los cúmulos están agrupados en una especie de filamentos. Eso está explicado por el modelo cosmológico: el acuerdo entre teoría y observación es muy bueno. Se va desde lo más chiquito hasta lo más grande. Eso lo sabemos porque ya existen catálogos de varios millones de galaxias.

–¿Ustedes dicen que las estrellas se formaron después de las galaxias?

–Yo para formar una estrella necesito tener gas a muy alta densidad y frío (porque tengo que condensarlo y apretarlo; si no está frío la presión hace fuerza en sentido contrario). Para poder llegar a este punto necesito primero un cierto nivel de densidad, y eso sólo se logra si uno tiene una estructura más grande. Es como un recipiente donde voy juntando los ingredientes. Ese sería el marco general donde agrupo la masa; dentro de ese bowl el gas se puede condensar y enfriar y formar de esta manera las estrellas. Primero, entonces, tengo que tener una estructura general, porque si no, todo se disolvería.

–¿Hay discusiones al respecto?

–Sobre la forma en que puede haberse formado este potencial sí, pero está determinado por el modelo cosmológico. El marco general está bastante determinado, no puede haber algo demasiado diferente.

–¿De qué hablamos cuando hablamos del modelo cosmológico?

–El Big Bang, las perturbaciones que siguen un modelo de agregación jerárquica y el hecho de que el universo es bastante cercano a plano. Podemos diferir en el detalle, pero eso ya impone un cierto condicionamiento. Si uno mira en escala más pequeña aparecen algunas inconsistencias.

–¿Por ejemplo?

–Cuando uno tiene la galaxia, uno puede sacar el perfil de densidad, es decir, cómo va la masa con el radio. Entonces en la región central los modelos no predicen exactamente lo que uno observa. Predicen una concentración de masa un poco más alta que la que se observa. Pero hay varios problemas, porque observar es bastante difícil, es difícil decidir si es un problema del modelo o de las observaciones, porque las observaciones son en dos dimensiones y los modelos en tres dimensiones. Entonces hay pequeños problemas, pero el único problema grave es quizá la energía oscura.

–¿Qué es?

–En principio, una solución a las ecuaciones. Algo que trabaja a favor de la expansión del universo. Es como la materia oscura, pero más volátil, porque hay evidencias más claras de que la materia oscura existe. En cambio, la energía oscura la determinamos a partir de la expansión del universo. No hay una razón física de fondo para su existencia.

–Ahora... nosotros tenemos este modelo del universo, se supone que creemos en él o que, por lo menos, sospechamos que es verdadero. ¿No estaremos tan lejos del verdadero modelo como estaba el viejo Aristóteles?

–Eso es un problema. Hay dos tipos de posibilidades. Uno es usar el modelo para entender lo que observamos, asumiendo que el modelo es correcto (es lo que normalmente se hace). Pero también en el proceso de comparación uno busca errores. El problema es que ya el nivel de solidificación de las observaciones es tan grande que los errores son muy pequeños, y es muy difícil decir si son verdaderamente errores. Ahora si algo está mal, es algo muy grave. La filosofía general debería estar mal.

–¿Y no hay posibilidad de eso?

–Bueno, sí. Hay gente, por ejemplo, que cree que la constante de la gravedad no es constante, y la modifica; hay una serie de modelos que asume que la gravedad varía, entonces ellos tratan de comparar sus modelos con las observaciones para demostrar que es válido. El problema actualmente es que las observaciones ya dicen con bastante precisión algunas cosas. Si hay que cambiar algo, tiene que ser un cambio tan de fondo que todavía a nadie se le ocurrió. Es una discusión que se da bastante en los congresos. Todavía quedan interrogantes importantes: ¿Qué es la materia oscura o la energía oscura? Están previstos por el modelo, pero son escurridizos. Todavía no hay nadie que haya salido con una idea innovadora.

–No tenemos un Copérnico.

–Claro, las observaciones cada vez van cimentando más el modelo. Ya no es tan fácil proponer una teoría completamente nueva. Hay muchas cosas que no sabemos, pero hemos avanzado muchísimo en las últimas décadas. Cualquier teoría nueva debe respetar lo que se observa, y todavía no hay nada.

–O sea que la cosmología podría terminar.

–Bueno, todavía quedan varias cuestiones, como ya le dije. La energía oscura, por ejemplo, y algunos otros detalles. Cuando yo empecé con cosmología nosotros teníamos que probar diferentes cosmologías para poder publicar, ahora ya no, ese paso no existe más, yo ya tengo parámetros dentro de los cuales tengo que trabajar. El problema está siendo acotado, los problemas más graves son a escalas pequeñas. Igual yo creo que la cosmología no se puede cerrar.

–Lo que pasa es que hay ciencias que están cerradas, por ejemplo la cartografía. Siempre hay cositas. Pero yo me pregunto dos cosas. Una, si se va a terminar; la otra, si no estamos tan alejados como Tolomeo.

–Tan alejados seguro que no.

–A Tolomeo las observaciones le daban.

–Sí, las que él podía hacer. Es posible que estemos completamente equivocados y que sólo estemos viendo una fracción. El asunto es que no hay ideas innovadoras, revolucionarias. Se mira el detalle fino pero no algo más general. La única manera de saber que algo está mal es a través de las observaciones y por ahora todas se ciñen al modelo cosmográfico. Lo único que puede pasar es que haya una observación para la que esté previsto A y salga B. Y entonces habrá que plantear un modelo nuevo.

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