Empleando IA, un científico bahiense intenta desentrañar el enigma de la energía oscura

Guillermo D. Rueda

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Periodista. Círculo de Periodistas Deportivos de Bahía Blanca. Fue redactor de la revista Encestando (1985-2000). Desde 1987 trabaja en el diario La Nueva Provincia (hoy La Nueva.). Pasó por las secciones Deportes, La Región y La Ciudad, donde se desempeña actualmente. Está especializado en periodismo agropecuario desde 2001. Miembro de la Asociación Bonaerense de Periodistas Agropecuarios. Responsable de las páginas webs de la Asociación de Ganaderos (AGA) y de Abopa.

“Así como la luna nos muestra sólo una cara, el universo también posee su lado oculto, pero esta parte invisible constituye, ahora sabemos, el 95 % de la totalidad. Eso es alarmante”, sostuvo el científico bahiense Ariel Fernández.

“La física cuántica, que define la textura del espacio, nos dice que el vacío no es lo mismo que la nada. El vacío es ausencia de materia, pero la nada es ausencia de espacio y este espacio, justamente, es un ente geométrico, no físico. Para la cuántica el vacío no está vacío: así, el principio de conservación de la energía, que es cero en el vacío, puede violarse en cada lugar del espacio por un espacio de tiempo de una minúscula fracción de segundo”.

Para resolver el dilema relacionado con este fenómeno, o al menos intentarlo, el Dr. Fernández ha recurrido a la inteligencia artificial en busca de una conjetura viable que explique el origen del enorme excedente energético-material del universo.

Los resultados de esta búsqueda se plasman en su último libro, “La inteligencia artificial sobre la materia oscura y la energía oscura: Ingeniería en reversa del big bang, que, según el propio físico-químico y matemático, deberá ir elaborando una segunda publicación para consolidar esta visión con mayor profundidad y detalle.

“Poco sabemos de Heráclito, aquel de ‘No te bañarás dos veces en el mismo río’, ya que sólo unos cuantos fragmentos de su obra han llegado a nosotros, pero eso basta para que sospechemos que fue un gran filósofo de la naturaleza. Uno de sus fragmentos reza: ‘A la naturaleza le gusta guardar secretos’. ¡Y vaya que es así!”, dice.

“Hace unas tres décadas que nos topamos, quizá, con el más grande de esos secretos: el Universo Oscuro, que constituye el 95 % de la materia del universo y es totalmente invisible. Nuestro universo está conformado en un 26 % por materia oscura; en un 69 % por energía oscura y sólo en un 5 % por materia visible o detectable”, agrega.

Representación en dos dimensiones de la forma (topología) del universo según la inteligencia artificial.

“El universo oscuro es sólo perceptible —indirectamente— por su interacción con la materia visible; es decir, con el 5 % del total de la materia. Sabemos acerca del universo oscuro sólo cuando lo examinamos a grandes escalas, las que sólo son accesibles a la observación desde hace unas pocas décadas”, sostiene.

El investigador egresado de la UNS señala que, mirando el firmamento a esas escalas, los científicos han notado que hay ausencia de materia; esto es, falta la gravedad necesaria para mantener en sus órbitas a estrellas, cuya revolución alrededor del centro de sus respectivas galaxias es muchísimo más veloz que la esperable dada la materia visible en el interior de las mismas. Y que, en el universo, las galaxias se alejan unas de otras y lo hacen aceleradamente, en una expansión que requiere enormes cantidades de energía (hasta ahora, de origen desconocido).

“Estas vastas anomalías del orden cósmico fueron detectadas, o más bien corroboradas, cuando Albert Einstein ya no estaba entre nosotros para ayudarnos a pensar. Constituyen el más formidable desafío que enfrentan las leyes de la física. Se trata de un fenómeno desconcertante que subvierte el paradigma tan cuidadosamente erigido por generaciones de científicos”, explica.

“Si los porcentajes de composición del universo fueran diferentes; por ejemplo, si la materia invisible fuese, digamos, un 5 % del total del universo, estaríamos hablando de una corrección del paradigma imperante, pero tratándose del 95 % no hay modificación posible. Estamos frente a un verdadero terremoto científico. O las leyes de la física no se aplican a escala supra-galáctica o hay un abrumador faltante de materia que no tiene explicación”, describe.

Según el principio de incertidumbre, en el vacío una cantidad de energía puede concentrarse por un tiempo muy breve, cuya duración está en proporción inversa a la cantidad de energía.

Frente a esta inminente demolición del edificio de la física, los científicos corren desesperados detrás de explicaciones: ¿Una cuarta dimensión del espacio? ¿Una partícula elemental en gran abundancia que no interactúa con la luz y por eso es invisible? ¿Una reformulación de las leyes de la gravedad? Para colmo de sorpresas, el 69 % del universo es energía oscura, que equivale a materia, obviamente invisible, por la célebre fórmula E=mc2, donde E indica energía; m, masa material y c, velocidad de la luz.

Según el principio de incertidumbre, en el vacío una cantidad de energía puede concentrarse por un tiempo muy breve, cuya duración está en proporción inversa a la cantidad de energía.

Por otra parte, aquella célebre formula de Einstein indica que esa energía equivale a una partícula de vida muy efímera. Es la denominada energía del vacío cuántico y es una candidata para ser la energía oscura del universo. Pero surge un grave problema: los cálculos demuestran que la energía de vacío es muchísimo mayor que la energía oscura medida experimentalmente, siendo la diferencia de 120 órdenes de magnitud (1 seguido de 120 ceros). A este nuevo terremoto científico se lo conoce como catástrofe del vacío.

Es justo cuando el Dr. Fernández se pregunta: ¿A dónde va a parar ese enorme excedente de energía?

Para responder es necesaria una digresión. En su análisis, el universo no puede tener bordes, pues de ser así formaría una interfase con la nada, pero la nada no es un medio físico. Para que el universo no tenga esa característica en su forma debe ser lo que, en matemática, se conoce como un toro con cuerno. Eso significa que el universo presenta un agujero de gusano en su centro; es decir, una conexión de dos agujeros negros que se cerraría si no fuese constantemente alimentada por energía oscura.

El Dr. Fernández estudió en el Colegio Nacional y se recibió de licenciado en Matemática (1979) y en Química (1980) en la UNS.

“En términos sencillos, el vacío genera más vacío, pues este excedente brinda la oportunidad de generar más combustible, o energía del vacío, necesario para la expansión del universo, que posee una topología, una forma que requiere preservarse y eso insume un constante gasto de la energía del vacío”, agrega.

“Entonces, la energía oscura es simplemente la residual que queda después del gasto constante de energía del vacío necesaria para mantener el agujero de gusano primordial que define la forma sustentable del universo. Y así regresamos a Heráclito, pues vemos que el dinamismo es lo único permanente en el universo y en ese sentido, la parábola del bañista en el río nos da la clave para resolver el misterio del universo oscuro. Este es un secreto bien oculto, como debe ser, pues como dijo Heráclito, así lo quiere la naturaleza…”, concluye el científico nacido de nuestra ciudad.

Acerca del autor

—El físico-químico y matemático Ariel Fernández es egresado de la Universidad Nacional del Sur (1980) y obtuvo su doctorado (en físico-química) en Yale University, en los Estados Unidos.

—Fue profesor titular en la cátedra Karl F. Hasselmann de Bioingeniería en Rice University y profesor adjunto de Ciencias de la Computación en la Universidad de Chicago.

—Ha publicado más de 450 artículos científicos, siete libros y posee varias patentes tecnológicas.

—Desde 2018, el Dr. Fernández dirige el Instituto Daruma de Inteligencia Aplicada.

—El Dr. Fernández está radicado entre los Estados Unidos, pero con períodos de residencia también en la Argentina.