¿Por qué en el universo todo gira?

Es cierto que los planetas giran alrededor del Sol, y el Sol y el resto de las estrellas también giran y giran igualmente los agujeros negros o, incluso, las galaxias. En general el giro se hereda del astro progenitor, por ejemplo, las estrellas masivas que se convierten en estrellas de neutrones no dejan de girar a medida que se compactan. De hecho, giran más rápido, como cuando una patinadora recoge los brazos inicialmente extendidos. Pero también hay estructuras, las muy grandes como los filamentos, que no giran. La diferencia con las galaxias es que la materia en estas se agrega en un proceso de rotación en un plano, por así decirlo, mientras que en los filamentos que forman la red cósmica la materia se va aglomerando a lo largo de una línea.

Simplificando mucho, podemos compararla como el movimiento de un proyectil, que viaja en vertical y en horizontal, así que podemos pensar en la curva de su trayectoria como una especie de giro. En cambio, la formación del filamento sería como la trayectoria de una piedra que dejamos caer sin más al abrir la mano que la sujetaba. Si queremos concretar y realmente hablamos de giros específicos, es decir, de volver al mismo punto una y otra vez sabemos que los cometas o al menos muchos de ellos tienen órbitas que no son un giro, son trayectorias abiertas, es decir, solo se acercarán al Sistema Solar una vez durante su existencia.

A la escala mayor imaginable, encontramos el fondo de radiación de microondas, que tampoco gira porque si girara eso supondría que el universo tendría vorticidad, es decir se movería a semejanza de un ciclón y las observaciones nos dan mucha seguridad de que eso no ocurre. Y si bajamos a la escala subatómica, el modelo que aprendemos en el colegio, ese que dice que los electrones giran, desde el punto de vista de la mecánica cuántica no es válido.

Siguiendo en la escala subatómica, las partículas tienen una propiedad que es el espín pero que, a pesar de su nombre -en inglés spin de donde procede significa girar o giro-, no significa que giren. En sus interacciones con otras partículas parece como si estuvieran girando, por ejemplo, el electrón, pero realmente no giran.

Resumiendo, muchas de las estructuras que conocemos a diferentes escalas, estrellas, planetas y otras más grandes sí giran, pero no todo gira en el universo. Y ¿por qué gira lo que sí gira? En la mecánica hay dos propiedades muy importantes cuando los sistemas están gobernados por la gravitación: la conservación de la energía mecánica y la conservación del momento angular. Por estas dos características, cuando una partícula que gira se suma a otra que también gira, ese giro se amplifica. Es decir, si un montón de partículas que giran se juntan por ejemplo para formar una galaxia, por conservación del momento angular, como si dijéramos por conservación de la suma de los giros, todo eso va a seguir girando. Pero también existen efectos colectivos que se traducen en fuerzas que se oponen a la gravitación, las conocidas fuerzas de rozamiento, que pueden ser responsables de la ralentización del giro.

En resumen, muchos de los objetos y estructuras del universo sí giran pero no todos.

Ruth Lazkoz es doctora en Física y profesora e investigadora de la Universidad del País Vasco.

Pregunta enviada por Juan Antonio Baena Fustegueras

Coordinación y redacción: Victoria Toro

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