Bueno, yo no tengo diapositiva de presentación, pero me presento yo misma.
Soy Lisa Randall, profesora de Física de la Universidad de Harvard e investigo Física de Partículas y Cosmología.
Voy a dar una perspectiva algo diferente a la de João Magueijo.
Voy a presentar algunas posturas más convencionales.
Yo respeto la postura de que aún no lo comprendemos todo.
Pero también pienso que debemos prestar atención a la observación científica.
Y aunque no tengo tiempo de contarlo todo,
voy a intentar explicarles por qué creemos determinadas cosas en cosmología.
Primero, mencionaré algo que yo respeto mucho:
la por todos conocida Teoría del Big Bang.
Pero lo que no sabemos es a qué explosión ('bang') se refiere, o sea, qué ocurrió al comienzo.
La teoría del Big Bang explica cómo el universo ha evolucionado después de la explosión.
Y eso es algo que sí se puede medir.
Les voy a contar sobre lo que sabemos y no sabemos del universo.
¿Qué tipo de preguntas nos hacemos?
Yo investigo física de partículas, así que no solo me interesa la cosmología de todo el universo, 
sino también su composición, la esencia de sus componentes.
Estamos interesados en lo que se puede ver y en lo que no.
Los componentes invisibles: como la materia oscura y la energía oscuras,
las cuales, no sólo creo que existan, sino que no veo por qué no deberían existir.
Y quizás difiero ligeramente en otra idea...
Yo suelo asumir que somos producto del azar y que no somos esenciales en el universo. 
Pero creo que en la ciencia a menudo cometemos el error de pensar que solo existe lo que se ve,
A pesar de que nos enseñan que no es así. Todos conocemos la revolución científica de Galileo.
El caso es que la materia oscura no es tan misteriosa.
Pero los es para nosotros, porque no estamos hechos de ella y no la vemos.
La materia oscura es simplemente materia que está ahí fuera y que no interacciona con la luz.
Pero asumimos que todo el universo debe ser como lo que nos rodea,
que todo debe ser visible e interaccionar con los fotones.
Pero eso no tiene por qué ser así.
El universo podría tener materia oscura y también energía oscura.
La energía oscura es la que no está transportada por la materia, sino que está suelta.
Y afecta a la expansión del universo.
Y no hay razón para que no exista.
De hecho el misterio no es por qué está ahí, 
sino por qué hay tan poca cantidad en comparación con lo que sería de esperar.
Otra pregunta es: "¿Cómo ha evolucionado el universo hasta su estado actual?"
Como dijo João, no tenemos un universo estático, sino que evoluciona.
Y a medida que evoluciona, se va formando su estructura.
"¿Cómo ocurrió esto?" es una pregunta muy interesante.
Y una pregunta que nos lleva al tema de la vida en la Tierra.
La vida en la Tierra no condiciona necesariamente la evolución del universo, 
Pero algunos aspectos de esa evolución permitieron nuestra aparición.
Y por supuesto, la otra pregunta es: "¿Cuánto de esto podemos explicar?"
Las metas de la física de partículas es explicar las interacciones básicas de la materia.
Y aunque no tenemos tiempo para entrar en mucho detalle,
la idea principal es que la escala a la que miramos es importante.
Cuando podemos mirar a pequeña escala, cuando tenemos la tecnología para hacerlo, 
podemos averiguar más sobre lo que hay ahí. 
Ahora estoy sobre este suelo que está constituido por átomos.
Esos átomos están constituidos principalmente por espacio vacío,
por que tienen núcleos y electrones separados por grandes distancias.
Por supuesto, no parece que esté hecho de espacio vacío,
porque cuando lo miro, no llego al nivel atómico.
Lo que veo es luz visible y no llego a esa escala.
Pero lo vería si tuviera las herramientas para observar a esa escala.
Buscamos otras relaciones con marcos teóricos básicos,
un mejor conocimiento del espacio-tiempo, y una nueva relación con la cosmología, como hablaremos luego.
Y otra cosa que quería comentar es que
mucho de lo que vemos no es ...
mucho de lo que averiguamos acerca del universo y las partículas no es intuitivo. 
Y la razón de ello es que nosotros vemos a ciertas escalas de longitud.
Con nuestros ojos, vemos objetos que están en el rango de milímetros a un kilómetros de nosotros.
Pero, no podemos ver a escalas muy pequeñas. 
Tampoco vemos en escalas temporales ni cosmológicas.
De ahi que confiemos en las mediciones para interpretar lo que allí ocurre.
Por supuesto, podemos teorizar. Ambos somos físicos teóricos.
Pero a la postre, tenemos que probar nuestras teorías con mediciones.
Esta diapositiva da una idea de la escala del universo.
En la charla anterior vimos una diapositiva del Sistema Solar.
El Sistema Solar está aquí. Diez elevado a 13 metros.
Fíjense en que las medidas están dadas en una escala humana.
Los humanos medimos unos dos metros.
No es una coincidencia que usemos el metro: es una medida muy humana, como longitud de nuestro brazo.
¿Que tamaños estamos manejando?
El universo es 10 elevado a 27 metros.
Se preguntarán por qué se le asigna un valor exacto. 
Estoy hablando del universo visible. Creemos que el universo existe desde hace 13 mil 800 millones de años.
Y la velocidad de la luz es finita.
Por eso podemos ver hasta distancias finitas en el universo.
Puede que haya algo más allá pero no es accesible mediante la observación
Tan solo podemos especular y teorizar sobre ello.
Y dentro de ese universo hay todo tipo de escalas diferentes.
Hay una escala que era menor en el momento en que se emitió la radiación de fondo.
Hay una escala de galaxias de 10 elevado a 20 metros.
Una escala del Sistema Solar, y aquí abajo, la escala humana.
Y a todas estas escalas se aplican las mismas leyes de la Física.
Para averiguar lo que allí ocurre, usamos Relatividad General, Electromagnetismo, ...
Esta es la misma diapositiva de antes. 
Parece que todos tenemos que enseñarla...
Simplemente recordarles ...
que por detrás de este punto, coincido con João, es mucho más difícil realizar observaciones.
No es imposible, pero es mucho más difícil.
La radiación de fondo es un recurso muy valioso porque nos permite realizar mediciones muy precisas ...
de esta señal de microondas que viene directamente hacia nosotros desde ese periodo.
Así que cuando observamos esta emisión cósmica de fondo que recibimos ahora de todos lados,
y echamos un vistazo a la época en que se emitió, 
aprendemos cómo era el universo en el periodo previo a la aparición de su estructura, 
antes de que se formaran las galaxias,
antes de que formaran los racimos de galaxias o cualquier otra estructura.
Era un universo más o menos homogéneo con diminutas fluctuaciones que se convirtieron en lo que hoy vemos.
Así que no hace falta entender las complicadas matemáticas de la evolución del universo. 
Basta con mirar ese periodo diáfano, y puedes medir la composición del universo entonces.
Antes de ese periodo, se cree ... o muchos de nosotros creemos ...
... Joao no lo cree ...
Pero muchos creen que el universo tuvo una fase de expansión exponencial ...
... conocida como 'inflación cósmica' ...
tras la cual, se entra en el terreno de la Teoría del Big Bang. 
La Teoría del Big Bang propone una evolución regular en la que ...
dado el total de masa y radiación del universo, podemos calcular como este evoluciona y se expande.
Sin embargo, en el periodo anterior, parece haber una enorme cantidad de energía
que es la que causa la expansión exponencial: primero la fase explosiva, 
y luego, la fase más lenta en la que aún nos encontramos.
Y parece que hay gran cantidad de eventos
desde el momento de emisión de esta radiación.
Parece que nada emitía luz entonces.
Hubo luz antes y la hubo después.
Pero aquí parece estar oscuro.
Pero finalmente, se forman las estrellas, que son luces incandescentes alimentadas por energía nuclear.
Luego se oscurece se desarrollan galaxias y planetas.
Y en la actualidad nos encontrarnos con un periodo de expansión acelerada ...
debido a la materia oscura, un componente que no entendemos muy bien.
Sin embargo, en esta fase, entendemos mucho de lo que ocurre.
Y entendemos el papel que la materia oscura jugó en el desarrollo de toda la estructura.
Es realmente muy interesante.
Aqui se explica más o menos lo mismo, así que me lo ahorro.
Una de nuestras grandes sorpresas ha sido que, en cierto modo, 
buena parte del universo está formado por componentes que nosotros no tenemos.
Nosotros estamos formados de átomos, materia normal.
Pero hay cinco veces más 'materia oscura' (como la denominamos) que normal. 
Eso significa que del total de materia que detectamos en el universo, 
una sexta parte es de lo que estamos hechos nosotros y las otras 5 partes son materia oscura.
Se preguntarán cómo es eso posible.
A mí me sorprende más que lleguemos a una sexta parte.
Somos totalmente fruto del azar.
Me resulta interesante que los porcentajes sean significativos.
Y que la energía y la energía oscura tengan también porcentajes no tan diferentes.
Si vemos esto como un pastel al que nos han invitado a probar, no nos quedaríamos sin nuestra ración
Si el azar hubiese jugado de otra manera, ni siquiera veríamos los demás trozos del pastel.
Es muy interesante que haya cantidades comparables de materia oscura, 
energía oscura y materia normal. 
Y este hecho nos puede ayudar a entender de dónde vienen estos otros componentes.
Esta cuenta lo mismo.
Les quiero comentar algo curioso, para que se queden con otra pregunta interesante.
Todo el mundo sabe que no entendemos del todo la materia y la energía oscuras.
Pero en cierto modo, ni siquiera entendemos la materia normal.
¿Por qué digo esto?
Bueno, sabemos de qué esta hecha.
Los físicos de partículas sabemos parte de la composición de los átomos: quarks, leptones y otras partículas.
Pero lo que no sabemos es por qué hay más materia que antimateria.
Si no fuera así, toda la materia del universo se habría destruido y desaparecido.
Así que en algún momento de la evolución del universo se debió formar más materia que antimateria.
Y "¿cómo tuvo lugar esto?" es una de las principales preguntas que nos planteamos.
Tenemos posibles soluciones, pero no sabemos cuál es la correcta.
Y creo que no me equivoco si digo que no conocemos ninguna porción del pastel como quisiéramos.
Y para probar la existencia de la materia oscura ...
... (luego podemos debatir si es suficiente evidencia o no) ...
usamos varias vías que les quiero comentar.
Una es la radiación de fondo, la cual podemos medir con enorme exactitud.
Otra de esas muchas vías es el estudio de la rotación de las galaxias.
Si no hubiese materia oscura, 
no habría suficiente materia para sujetarlas gravitacionalmente y saldrían despedidas.
Pero me gusta esta porque es una de las vías más directas en cierto modo.
Y se llama 'lente gravitacional'.
Supongamos que uno está sobre la Tierra con un telescopio.
Y hay un objeto aquí detrás que emite luz.
Este objeto emite luz, no es un objeto oscuro
Pero hay un objeto oscuro en medio, una galaxia por ejemplo,
que está formada por gran cantidad de materia oscura.
Así que hay algo oscuro en medio.
No emite, ni absorbe, ni refleja la luz.
Tan solo interacciona con la luz mediante gravitación.
Así que puede curvar gravitacionalmente la luz.
La luz va tan feliz, aparece esta galaxia y la luz se curva en su alrededor
Pero la dirección en que se curva depende de la dirección de la que proviene.
Y nosotros, en nuestra ignorancia, sentados aquí, no sabemos que hay algo oscuro.
¿Y qué pensamos? Pues que vimos el objeto por aquí, por este lado.
Y también pensamos que lo vimos por el otro lado.
Así que vemos dos o más copias de la misma estrella.
A pesar de que no vemos el objeto oscuro,
el hecho de que vemos imágenes múltiples de algo que emitió luz, 
nos dice que hay algo oscuro en medio.
Simplemente por la influencia gravitacional, ya sabemos que hay materia oscura.
Aquí hay otro método aún más profundo
de demostrar que existe la materia oscura. 
Se trata del famoso 'Cúmulo Bala'. 
Son dos cúmulos, cada uno con una gran cantidad de galaxias, que se unen.
Y lo que ocurre cuando se unen es muy interesante.
Cada cúmulo tiene sus estrellas, su gas y su materia oscura.
Cuando los cúmulos se unen, los gases interaccionan entre ellos.
Son como coches en un atasco de tráfico: entran en contacto pero no pueden circular.
Así que en el centro, encontramos mucho gas.
Sin embargo, la materia oscura no interacciona mucho...
con otra materia oscura ni con el gas. Y puede circular.
Así que vemos que el comportamiento físico es diferente...
dependiendo de si se trata de algo que interacciona, como el gas,...
o algo que no interacciona, como la materia oscura.
Esa es la prueba concreta de que hay algo ahí fuera que pasa sin interaccionar.
Y a eso lo llamamos 'materia oscura'.
"¿Qué es?"  No lo sabemos.
Tenemos posibles explicaciones de lo que es.
Lo que hay que averiguar es:
 ¿Es una partícula? ¿Tiene masa? ¿Cómo interacciona? ¿Hay de un solo tipo?
Tenemos muchos tipos de preguntas sobre la materia oscura.
Ahora les contaré qué investigo yo, por si luego me preguntan.
Esta serie de conferencias ha explorado el tema de la vida y estructura.
Por eso quiero comentar que la materia oscura fue esencial para la estructura del universo. 
Al ser principal componente del universo, fue el primero en colapsar.
Es fácil imaginar cómo el colapso de cualquier cosa produce radiación...
que es emitida en todas direcciones y arrastra consigo lo que encuentra.
El hecho de que materia oscura no tiene este tipo de radiación...
implica que la materia ordinaria puede colapsar al mismo tiempo.
De no haber habido materia oscura, las estructuras en los bordes de las galaxias no se habrían formado ...
porque sus componentes habrían sido arrastrados hacia fuera por la radiación.
Por eso, la materia oscura es esencial para la estructura actual ...
 y cómo se generó durante el tiempo de vida del universo.
Y por tanto es esencial para nuestra galaxia,
y todo lo que está dentro de ella, incluido el Sistema Solar y sus planetas.
Como me han pedido que relacione esto con el tema de la vida,
diré que todo lo que nos rodea ha permitido que la vida aparezca.
No voy a generalizar, 
diciendo que este es el único tipo de vida que se puede formar.
Pero determinadas cosas tenían que ocurrir para que surgiese la vida como la conocemos.
Teníamos que vivir en una zona habitable de la galaxia, 
protegida de asteroides y rayos cósmicos.
Teníamos que estar relativamente aislados  de aquello que podría haber destruido la vida.
El carbono y el oxígeno debían aparecer. 
Estos elementos complejos tan esenciales para la vida se crean en estrellas, en supernovas.
El hidrógeno ya estaba ahí.
Pero el carbono y el oxígeno solo se formaron tras la creación de las estrellas ...
y la explosión de las supernovas.
El carbono no solo es necesario como base para la vida.
También es necesario para tener un clima estable.
Todos conocemos el asunto del cambio climático.
Pero si no tuviéramos carbono y agua en la atmósfera, 
no tendríamos agua líquida en el planeta.
Los necesitamos para mantener las temperaturas suficientemente altas.
El agua y la materia orgánica están presentes en el ambiente.
Y el planeta está en una zona habitable que permite la existencia de agua.
Todos estos elementos son esenciales para la aparición de nuestro tipo de vida.
No sé cuán esenciales son para la vida en general...
pero es asombroso lo que ha ocurrido en los 13 mil 800 millones de años del universo,
y los 4 mil 500 millones de años de nuestro sistema solar, hasta llegar a nuestra aparición.
Como soy una física de partículas, me gustaría hablar un poco de mi campo ...
sin excederme del tiempo que tenemos.
¿Puedo hablar un poco de la física de partículas?
Lo interpreto como un 'sí'.
Solo quiero comentar que hemos hablado de las escalas grandes,
pero las escalas pequeñas son también importantes. 
Aqui tenemos al ser humano en lo alto ...
No voy a explicarles todo lo que hay la gráfica, 
pero sí quiero decir que sin observación científica, no conoceríamos todos estos niveles.
No habríamos adivinado de qué esta compuesta la materia.
Sin duda, no habríamos adivinado la mecánica cuántica...
si los científicos no hubiesen observado comportamientos misteriosos del átomo.
No conoceríamos el ADN si no tuviéramos difracción de rayos X para ver su estructura.
Cada nivel vino acompañado de una herramienta tecnológica.
Y la principal herramienta que tenemos hoy es el Gran Colisionador de Hadrones.
Es este enorme anillo en Ginebra donde colisionan protones.
Y quizás han escuchado que allí se descubrió el bosón de Higgs .
Y siguen intentando descubrir cosas nuevas, de las que les puedo hablar luego.
Voy a pasar rápido y si quieren, me preguntan al final de la charla.
Les recuerdo que todo esto pretende explicar la "estructura oculta".
En cada escala encontramos algo cualitativamente diferente sobre nuestra composición.
Y todas ellas son esenciales para el funcionamiento de la vida.
Ahora entendemos el modelo estándar de física de partículas.
Con los 2 tipos de quark, arriba y abajo, que conforman los protones y neutrones ...
cada uno de ellos con tres quarks.
La escala de la frontera energética es en la que trabaja el Gran Colisionador de Hadrones.
Aqui voy a pasar por encima.
Esto lo pasamos.
Si quieren, luego me preguntan.
¿Qué vamos a aprender en Ginebra?
Ya hemos aprendido como las partículas adquieren su masa...
con el descubrimiento del bosón de Higgs.
Con suerte, aprenderemos qué causa la debilidad de la gravedad.
La gravedad puede parecer una fuerza potente, 
pero recuerden que la Tierra entera está tirando de ustedes.
Desde el punto de vista de las partículas elementales,
la gravedad es 40 órdenes de magnitud más débil que la fuerza electromagnética.
¿Por qué es la gravedad tan débil?
Y la respuesta a esa pregunta es esencial para la coherencia del modelo estándar.
Y podría necesitar más simetría o dimensiones adicionales.
También esperamos que el Colisionador nos ayude a entender la materia oscura.
Y sólo añadir brevemente ...
que otra de las cosas que el Colisionador podría ayudarnos a encontrar ...
son dimensiones espaciales adicionales.
Sería algo más allá de las 3 que vemos, algo que no se puede imaginar.
Podríamos dedicar una charla completa a esto, pero la idea es que puede haber dimensiones adicionales.
La historia de la Física confirma que cada vez que observamos a escalas más pequeñas,
cada vez que miramos en lugares sin explorar encontramos cosas que no conocíamos.
Y la única manera de averiguar si esta nueva dimensión existe ...
es asumir que efectivamente existe e imaginarnos qué veríamos al observarla.
Y lo que podríamos ver es ...
... lo siento...
Lo que podríamos ver es que al colisionar protones entre ellos ...
podemos generar algo conocido como partícula Kaluza-Klein.
Una partícula que viaja a dimensiones extra,
que podría decaer en el detector y reaparecer con el resto de partículas.
Sería tremendamente interesante.
Y para terminar, solo decir que...
la estructura a gran escala no es la única que determina la aparición de vida.
Las propiedades de los componentes a pequeña escala ...
son también esenciales para la vida tal y como la conocemos.
Parece que si la masa del bosón de Higgs, 
de los quark ligeros y del electrón no fuese la que es,
el hidrógeno sería inestable ...
o la proporción de hidrógeno y helio sería inadecuada.
Y no tendríamos los núcleos atómicos complejos que tenemos.
Así que incluso los parámetros de la Física de Partículas ...
parecen ser esenciales para la vida tal y como la conocemos.
No voy a generalizar.
Podría haber otros tipos de vida basados en otro tipo de parámetros.
Pero sí es asombrosa la manera en que la vida que conocemos ...
depende tanto de estos fantásticos descubrimientos que estamos haciendo sobre el universo.
