Un grupo de investigadores ha determinado que el universo podría ser cerrado. Algo que va en contra de la percepción general y que, de ser correcto, apuntaría a una laguna en nuestro conocimiento del universo a gran escala. Pero ¿en qué se basan para sugerirlo?
El universo podría ser cerrado en vez de plano o abierto
Si pudiésemos ver el universo en su conjunto, como si fuese un objeto tridimensional, nos encontraríamos con diferentes posibilidades. Podría ser plano. Es decir, se extiende por igual en todas las direcciones y dos líneas paralelas jamás llegarán a acercarse o alejarse. Esta es, precisamente, la que siempre se ha considerado como la forma del universo. Basándose en datos como los obtenidos por el telescopio Planck. Con su ayuda, se determinó que, hasta donde se puede ver, el universo parece mostrar una geometría plana. Pero hay otras posibilidades.
Podría ser abierto, en cuyo caso nos encontraríamos con algo similar a la forma de una herradura. En este escenario, dos líneas paralelas se alejan a medida que avanzamos en el universo. El tercer escenario es el opuesto, y es muy fácil de visualizar gracias a nuestro propio planeta. El universo podría ser cerrado, como una esfera. En ese escenario, las líneas paralelas terminan convergiendo en el horizonte. Algo que podemos observar con un globo terrestre. Dos líneas paralelas, hacia cualquiera de los polos, terminarán uniéndose precisamente allí.
Todos estos escenarios se derivan, principalmente, de los hallazgos de Albert Einstein con su popular teoría de la relatividad. La masa deforma al espacio a su alrededor. Es un mecanismo que permite explicar por qué el universo podría ser cerrado o abierto. Aunque, hay que destacar, ninguno de estos escenarios es incompatible con el hecho de que nuestro universo se esté expandiendo. Ni que esa expansión esté acelerando. Una esfera, o un globo, por imaginar un objeto más familiar, puede inflarse indefinidamente (si nos olvidamos de que pudiese explotar).
Cómo determinar la forma del universo
La expansión cósmica no es incompatible, ni mucho menos, con que la forma del universo sea una u otra. En su versión más resumida, de hecho, lo único que indica es que la distancia entre dos puntos aumenta con el paso del tiempo. Pero ¿cómo saber cuál es la forma del universo? Aquí, de nuevo, nos encontramos con la relatividad y el trabajo de Einstein. Existe un parámetro, llamado densidad crítica, que nos permite deducir cuál es la respuesta correcta. Todo depende de si la densidad media de materia es superior a ese valor o no.
Así , si la densidad media de la materia, en el universo, es igual a la densidad crítica (que tiene un valor de 1), el universo es plano. Si es superior a 1, el universo es cerrado y, en consecuencia, si es inferior a 1, nos encontramos ante un universo abierto. Hasta ahora, las mediciones de la densidad media del universo han dado siempre un valor de 1. Hasta donde podemos observar, el universo parece extenderse uniformemente en todas las direcciones. Pero un grupo de investigadores ha optado por hacer una observación diferente.
En lugar de observar el universo, hasta tan lejos como podemos verlo, se han fijado en el tamaño aparente de los objetos más lejanos. Porque, al igual que sucede con las líneas paralelas, cómo los observemos también dependerá de la forma del cosmos. Si el universo es plano, la luz de una galaxia lejana, desde sus extremos, llegará a nosotros en línea recta. En un universo abierto, las líneas se separan con la distancia y parece más pequeña de lo que sería en realidad. Si el universo es cerrado, finalmente, parecerá más grande de lo que es.
El papel de la radiación de fondo de microondas
La luz más lejana que se puede ver en el universo es la radiación de fondo de microondas. Se emitió cuando el universo tenía 377 000 años, poco tiempo después del Big Bang. Al ser la luz más distante es, también, la que más afectada se ve por la forma del universo. Un grupo de investigadores ha recurrido a su estudio, a través de los datos recogidos por el satélite Planck, para analizar sus fluctuaciones (en lugar del aspecto de galaxias lejanas). El tamaño de las fluctuaciones en la radiación de fondo de microondas depende de dos parámetros.
Depende de la cantidad de materia y energía oscura presentes en el universo. Algo que sí se ha podido estimar (ambos suponen el 95% de todo lo que compone el universo). Al analizar los datos del satélite, los investigadores observaron que las fluctuaciones son más grandes de lo que se esperaba. Según explican, apunta a que, con un 99% de certeza, el universo podría ser cerrado. El hallazgo es desconcertante por muchos motivos. El principal es que, directamente, va en contra de la inmensa mayoría de estudios publicados recientemente.
En casi todos ellos se plantea que el universo es plano y que dos líneas se mantienen paralelas en el horizonte. Pero si los investigadores están en lo cierto, quiere decir que hay una laguna en el conocimiento del universo. Falta información para entender por qué es cerrado y no plano. Cabe la posibilidad, de todos modos, de que los datos del satélite Planck no sean correctos. Quizá haya un error (que no sería menor) que distorsiona las conclusiones. Pero si no es así, la forma del universo se vuelve mucho más enigmática de lo que se pensaba…
Estudio
El estudio es E. Di Valentino, A. Melchiorri y J. Silk; «Planck evidence for a closed Universe and a possible crisis for cosmology». Publicado en la revista Nature Astronomy el 4 de noviembre 2019. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Universe Today
La planitud del universo observable es abismal del orden de las estructuras mas grandes medibles, si llegase a ser curvo, dicha curvatura sería tan grande que aun muchísimo mas lejos que el universo observable no se podría medir su efecto… esa esfera sería algo absoluta y completamente inconmensurable
Gracias Alex por retransmitir estas novedades y hacerlas más claras de entender. Muy interesante artículo.
Cuando pienso en eso de la forma del universo, me planteo el siguiente laboratorio:
Muchos de nosotros ya habrán tenido la oportunidad de conocer acerca del Aerogel de Grafeno; hasta donde sabemos el material más liviano del mundo, el cual está generalmente compuesto por un 90,5% a un 99,8% de aire. Para efectos prácticos, promediemos al 95%, y desde luego el restante 5% corresponde al material propiamente dicho. Esta sería una proporción aproximada del porcentaje de la materia&energía oscura, y la materia que se conoce del universo respectivamente. A escalas microscópicas, el material, que ahora llamaremos espuma podría dar la impresión de tener una distribución irregular, pero como es de notar, al observarlo a escala natural parecerá uniforme y se comportará como tal.
Imaginemos ahora que tomamos un trozo de esta espuma y asumimos que se trata de una porción del espacio a escala cósmica y la quisiéramos atravesar con un rayo de luz (y contáramos con todo el tiempo para esperarlo…). Asumiendo que no existe ninguna influencia en todo el sentido de la expresión (espacio absolutamente vacío), podríamos esperar a que el haz de luz efectuará en esencia una trayectoria lineal a través de la espuma (despreciando la dispersión). Habría alguna razón para pensar que el rayo de luz deba describir un patrón diferente al interior de esta espuma cósmica?.
Si ahora agregamos (solo) el efecto de la gravedad (conociendo que especialmente cada cuerpo masivo deformará el espacio a su alrededor en tal enjambre de materia), habría alguna razón para seguir pensando que el rayo de luz mantendrá una trayectoria lineal a través de esta espuma cósmica?.
Habría alguna razón para seguir pensando que el universo pueda ser plano?…
Saludos.