por La forma del universo
Saltar al contenido principalAhorre un 25% en todas las suscripcionesSuscríbaseAhorre un 25% en todas las suscripcionesSuscríbaseEl CÚSCULO DE LA GALAXIA es representativo de cómo era el universo cuando tenía el 60% de su edad actual. El telescopio espacial Hubble capturó la imagen enfocando el cúmulo mientras completaba 10 órbitas. Esta imagen es una de las exposiciones más largas y claras jamás producidas. Varias parejas de galaxias parecen estar atrapadas en el campo gravitatorio de la otra. Este tipo de interacciones son poco frecuentes en los cúmulos cercanos y son una prueba de que el universo está evolucionando. Anuncio
Nota del editor (10/8/19): El cosmólogo James Peebles ganó el Premio Nobel de Física 2019 por sus contribuciones a las teorías sobre cómo comenzó y evolucionó nuestro universo. Describe estas ideas en este artículo, que coescribió para Scientific American en 1994.
En un instante determinado, hace aproximadamente 15.000 millones de años, toda la materia y la energía que podemos observar, concentradas en una región más pequeña que una moneda de diez centavos, comenzaron a expandirse y a enfriarse a un ritmo increíblemente rápido. Cuando la temperatura descendió a 100 millones de veces la del núcleo del sol, las fuerzas de la naturaleza asumieron sus propiedades actuales y las partículas elementales conocidas como quarks vagaban libremente en un mar de energía. Cuando el universo se había expandido 1.000 veces más, toda la materia que podemos medir llenaba una región del tamaño del sistema solar.
Clase de física del universo
Después de leer numerosos artículos sobre el universo observable, el universo y el volumen de Hubble, me pregunté: ¿existe una definición formal y rigurosa en física de lo que normalmente llamamos universo o cosmos, es decir, un continuo espaciotemporal particular dentro (he aquí una especulación) del postulado Multiverso?
Busco una definición sólida en términos de matemáticas (topología) o al menos una definición física precisa. Todas las definiciones que he encontrado hasta ahora son muy abstractas, especulativas o filosóficas y metafísicas hasta cierto punto.
Si la pregunta es si existe una definición que encapsule nuestro universo, creo que la respuesta es No. Esto es porque encapsular un «espacio» en un sistema formal requiere definir límites. Sin embargo, no conocemos los límites de nuestro propio universo, por no hablar de los límites posibles para cualquier universo.
Un ejemplo extraño: Si el universo es como un globo y las paredes del globo estuvieran hechas de una sustancia diferente a todo lo que hay dentro del globo, ¿seríamos capaces de detectar las paredes si no sabemos qué buscar? Podríamos pensar que veríamos un «borde» o un «límite», pero no necesariamente, si el universo es, digamos, un toroide.
Cosmología
Si eres uno de los muchos fans del Universo Cinematográfico Marvel, sabrás que el Dr. Extraño tiene el poder de explorar el multiverso. Puede viajar a otros mundos y conocer versiones alternativas de sí mismo, quizá incluso una que no sea inexplicablemente encantadora. En los cómics y la ciencia ficción, el multiverso se refiere a una colección de universos diferentes que incluyen el nuestro.
¿Pero qué hay de la ciencia real? Seguramente, la idea del multiverso se limita a la fantasía y la imaginación, ¿verdad? Pues bien, quizá le sorprenda saber que la idea del multiverso forma parte de la teoría científica, y su existencia ayudaría a explicar algunos fenómenos que ya conocemos.
Dicho esto, la ciencia y la teoría que hay detrás del multiverso se complican muy rápidamente. Si sigues empeñado en tratar de desenredar esta locura del multiverso, hay un montón de términos que tendrás que aprender primero antes de empezar tu viaje multidimensional.
En ciencia y matemáticas, una dimensión es una propiedad del espacio. Probablemente sepas que nuestro movimiento espacial implica tres dimensiones: altura, anchura y profundidad. Puedes moverte hacia delante y hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha, y hacia arriba y hacia abajo. También hay una cuarta dimensión: el tiempo. En la Tierra, el tiempo sólo avanza a un ritmo constante. Sin embargo, la medición del tiempo empieza a comportarse de forma extraña cuando se empieza a mover muy rápido o se decide pasar el rato alrededor de un agujero negro -más adelante se hablará de ellos-. Por ello, los científicos tienden a describir el espacio exterior en términos tanto de tiempo como de espacio. Hablando de eso…
Libro de texto de física del universo
El Universo es todo lo que podemos tocar, sentir, percibir, medir o detectar. Incluye seres vivos, planetas, estrellas, galaxias, nubes de polvo, luz e incluso el tiempo. Antes del nacimiento del Universo, el tiempo, el espacio y la materia no existían.
El Universo contiene miles de millones de galaxias, cada una de las cuales contiene millones o miles de millones de estrellas. El espacio entre las estrellas y las galaxias está en gran parte vacío. Sin embargo, incluso los lugares más alejados de las estrellas y los planetas contienen partículas de polvo dispersas o unos pocos átomos de hidrógeno por centímetro cúbico. El espacio también está lleno de radiación (por ejemplo, luz y calor), campos magnéticos y partículas de alta energía (por ejemplo, rayos cósmicos).
El Universo es increíblemente enorme. Un avión de combate moderno tardaría más de un millón de años en llegar a la estrella más cercana al Sol. Viajando a la velocidad de la luz (300.000 km por segundo), tardaría 100.000 años en cruzar sólo nuestra Vía Láctea.
Nadie sabe el tamaño exacto del Universo, porque no podemos ver el borde, si es que lo hay. Lo único que sabemos es que el Universo visible tiene una extensión de al menos 93.000 millones de años luz. (Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año: unos 9 billones de kilómetros).
