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¿Alguna vez te has preguntado cuál es el tamaño y la forma del universo? Tenemos alguna que otra idea, y alguna que otra pregunta... ¡Vamos! 
Fíjate bien en la imagen que he puesto para abrir este hilo. Es una representación del universo en su escala más grande
Es decir, si pudiésemos salir de él, y verlo desde la distancia, veríamos algo así. Aquí no se distinguen galaxias. Ni siquiera cúmulos.
Son demasiado pequeños para poder verlos a una escala tan grande. En su lugar, es el reino de los filamentos cósmicos y los supervacíos
Cada filamento está compuesto por millones de galaxias, y entre ellos, puede haber grandes espacios vacíos. No están vacíos literalmente ->
pero la densidad de galaxias en ellos es más baja que en un filamento. En esta escala no se habla de minucias como estrellas o galaxias
La cosmología (la rama que se encarga de responder a preguntas como esta) va a por cosas mucho más grandes... y difíciles de responder
Así que vamos por partes. Primero hablemos del tamaño del universo, porque eso está relacionado directamente con su forma...
Resulta que, cuando hablamos del universo, tenemos una manía bastante fea (pero lógica). Nos referimos, en realidad al "universo observable"
Es decir, la región del universo cuya luz ha tenido tiempo de llegar hasta nosotros. Todo lo demás, está demasiado lejos para poder verlo
¿Cuál es el tamaño del universo observable? Por raro que parezca, es muy frecuente ver respuestas incorrectas a esta pregunta.
El universo tiene 13.800 millones de años, y nada va más rápido que la luz. Se puede pensar que el diámetro es 27.600 millones de años-luz
Pero... ¡es falso! Porque, como seguro que sabes, el universo se está expandiendo. Esa cifra solo sería correcta si fuese estático.
El universo observable tiene forma de esfera, con la Tierra en el centro, y un diámetro de alrededor de 92.000 millones de años-luz
Eso sí, que la Tierra esté en el centro no quiere decir que seamos el centro del universo. Hay una analogía fácil para explicarlo
Imagina que estás en un barco en el Atlántico. A tu alrededor sólo hay agua. ¿Quiere decir eso que estás en el centro? Obviamente no.
Esta imagen es una representación del universo observable. ¿Ves todos esos puntos? No son estrellas... ni galaxias.
Son cúmulos de galaxias. El nuestro, en el centro, es demasiado pequeño para ser apreciable en el centro de la imagen.
Aunque reconozco que esta imagen me gusta mucho más. Es una representación logarítmica del universo observable.
En el centro está el Sistema Solar y, a medida que te alejas, ves los objetos con la distancia aumentando exponencialmente.
Quizá te preguntes... Vale, pero, ¿de dónde salen esos 93.000 millones de años-luz de diámetro? ¿qué quiere decir? ¿Cómo es posible?
Es algo que llamamos distancia comóvil. O lo que es lo mismo, la distancia AHORA, y no en el momento en el que se emitió esa luz.
Por ejemplo, la luz más vieja que podemos observar en el universo es algo que llamamos la radiación de fondo de microondas.
Se emitió, aproximadamente, 380.000 años después del nacimiento del universo. Esa radiación fue emitida por materia que ahora ->
(y en todo este tiempo) se ha ido condensando en galaxias y alejándose. Así que ahora calculamos que están a 46.000 millones de años-luz
Lo más interesante es que es posible hacer el camino inverso. Es decir, ¿a qué distancia estaba esa radiación cuando fue emitida?
Si haces el cálculo, el resultado es que, aproximadamente, debió estar a unos 42 millones de años-luz. Las cifras son grandes...
Pero son aun más mareantes... Porque ya hemos dejado claro que lo que vemos, lo que llamamos universo comúnmente, es solo ->
lo que podemos observar a nuestro alrededor, la luz que nos ha alcanzado. ¿Qué hay más allá? ¿qué tamaño tiene "lo que no vemos"?
La respuesta es que no tenemos ni puñetera idea porque no podemos verlo, pero podemos hacernos suposiciones.
Cabe suponer que más allá del universo observable hay, exactamente, lo mismo que aquí. Estrellas, agujeros negros, planetas, galaxias...
Y esto me lleva a la segunda parte del hilo, la forma del universo depende, en gran medida, de su tamaño. Me explico.
Hay hipótesis que calculan que el tamaño de TODO el universo podría ser algo así como 10^23 millones de años-luz. Así que lo que vemos ->
no sería más que una pequeñiiiiisima parte de todo el universo. Un rincón perdido en todo ese cosmos enorme que no podemos ver.
Pero eso no ha impedido que hayamos intentado determinar cuál es la forma del universo. Lo hicimos con el satélite Planck ->
y con los resultados obtenidos, la conclusión es que el universo observable es plano. El margen de error es de solo un 0,4%.
En la cosmología, todas estas galaxias (observadas por el telescopio Hubble), agujeros negros y demás, son ignorados.
Son, por decirlo, así, como pequeños baches en el espacio-tiempo que pueden ser despreciados para determinar la forma del cosmos.
Entonces, tenemos que el universo observable es plano. Conclusión nº1: el universo en sí es plano y, muy probablemente, infinito
Aunque sea difícil imaginarlo, el universo podría ser completamente plano e infinito, sin "borde" alguno.
Conclusión nº2: La parte del universo que vemos es tan sumamente pequeña que no podemos apreciar su auténtica forma.
Cualquiera de las dos conclusiones son válidas, y son posibilidades a considerar para determinar cuál es la forma del universo.
Es posible que el universo sea cerrado (como si fuese una esfera), o que el universo sea abierto. Si es abierto, podría ser curvado o liso.
La posibilidad de que el universo sea curvo pero no lo veamos no es tan rara. Imagina que fueses una hormiga en la Tierra.
¿cómo podrías saber que la Tierra es redonda si, hasta donde tú ves, todo parece perfectamente plano? Es lo mismo. Podemos ser hormigas ->
intentando observar algo muchísimo más grande que nosotros.
Una manera de intentar determinar la forma del universo es con líneas paralelas... Si coges un papel y dibujas en él, serán paralelas >
Hasta cierto punto, podríamos decir que el satélite Planck hizo ese mismo experimento con el universo observable. No vimos que esas líneas >
se cruzasen (que indicaría que puede ser una estructura cerrada, como si fuese una esfera), ni que se separasen (que sería abierta).
Pero podemos tener líneas paralelas en formas curvadas, y aquí es donde empiezan los dolores de cabeza...
Vayamos por partes. La esfera podemos quitarla de en medio con bastante sencillez. Si el universo es esférico, quiere decir que es finito
No quiere decir que sea esférico, literalmente, pero es una forma de representarlo. La cosa es, si es una forma cerrada, tiene un límite
Si, por el contrario, es abierto, puede tanto tener un límite como no tenerlo. Ser infinito o no en extensión.
y aquí entramos ya en el terreno pantanoso. Imagina que coges ese papel con tus líneas paralelas, y lo conviertes en un cilindro.
Esas líneas seguirán siendo paralelas, ¡pese a estar en un objeto curvado! Porque en realidad, una cosa es la geometría y otra la topología
Con el satélite Planck hemos medido, con exquisita precisión, la geometría del universo. Pero no su topología. Volvamos al folio de marras
Hay varias formas de cerrarlo. Ese mismo cilindro que decíamos, puedes, además, conectarlo por los extremos. Como un donut
En realidad, a la forma la llamamos un toro. Pero para el caso, la representación del donut sirve
O puedes coger un extremo del papel, girarlo y conectarlo al resto, y te queda esto: una banda de Mobius.
En un universo de tres dimensiones hay muchas formas de conectarlo y obtener diferentes cosas. Una es esta: una botella de Klein
La banda de Mobius y la botella de Klein tienen una cosa en común: Si viajas lo suficiente en cualquier dirección vuelves al punto de origen
Y eso es, precisamente, lo que hemos intentado ver en el universo. Hemos buscado señales de que pueda estar conectado.
Pero no vemos copias de galaxias, no vemos que la radiación de fondo de microondas se intersecte a sí misma...
En fin, hablemos claro, el cosmos no es que ponga mucho de su parte por ayudarnos a descubrir cuál es su puñetera forma.
Y como todo lo que está más allá del universo observable se aleja de nosotros más rápido que la luz, nos podemos olvidar de explorarlo.
En cualquier caso, que no os lleve a engaño, descubrir la topología del universo no es solo una mera curiosidad.
Su forma puede decirnos cuál puede ser su destino (de esas posibilidades hablé aquí)
De momento, solo sabemos que su geometría es plana. Quizá en el futuro demos con una buena manera de descubrir su topología
La cosmología es así, nos enfrenta a preguntas de muy difícil respuesta (como de dónde vino el universo, por ejemplo).
Eso implica que, quizá, nunca demos con las respuestas. Pero no dejaremos de buscarlas, porque somos curiosos y exploradores por naturaleza
¡Fin del hilo!
¡Ya está el hilo disponible como Momento de Twitter!
twitter.com/i/moments/9102…
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