¿Hacia dónde se expande el universo?

Daniel Manrique-Castaño

Neurocientífico y divulgador de la ciencia

Daniel es un investigador especializado en neuroglia y lesiones cerebrales. Sus áreas de interés son las neurociencias, la evolución y la cosmología. Es autor de Fundamentos de cosmología, la ciencia del universo.

facebookinstagramtwitter

Es habitual que al enterse sobre la expansión del universo muchas personas se pregunten ¿Hacia dónde se expande? ¿En qué se está expandiendo el universo? la cosmología moderna tiene una resuesta simple y certera para esta interrogante.

La evidencia que hemos recopilado durante el último siglo denota que el universo comenzó como una expansión del espacio y el tiempo que denominamos el Big Bang. Los cosmólogos afirman que desde entonces, el universo se expande; que se hace cada día más grande. Para muchos de nosotros, no es difícil hacernos una imagen de este asunto. Sin embargo, existe una pregunta recurrente. Si el universo es todo lo que hay ¿Hacia dónde se expande? O dicho de otro modo ¿En qué se está expandiendo el universo? Vamos a ver que la respuesta que ofrece la cosmología moderna es simple.

Estas preguntas parten de la experiencia cotidiana que nos dice que los objetos se expanden hacia donde hay más espacio. Así, una burbuja de jabón que parte de nuestro pitillo, se expande hacia el espacio restante en la habitación en la cual nos encontramos. Sin embargo, esa imagen es inadecuada para representar lo que los cosmólogos llaman la “expansión del universo”.

Entendiendo la expansión

Para entenderlo hay que considerar dos elementos. Primero, el descubrimiento de la expansión del universo se realizó en la década de 1920 por Edwin Hubble, quien midiendo los espectros lumínicos de distintas galaxias se dio cuenta que la mayoría de ellas (exceptuando las del cúmulo local) se estaban alejando de la nuestra. Entre más lejos se encuentra una galaxia, más rápido se aleja, o técnicamente, posee una mayor velocidad de recesión.

En este marco, las galaxias no se alejan de nosotros precisamente porque se estén movimiento en el espacio, como lo hace la Tierra alrededor del Sol, sino porque constantemente se crea espacio entre las galaxias. Aunque cada galaxia en el universo se mueve a través de espacio, la principal causa de su separación es la creación de espacio entre ellas. Cualquier observador, en cualquier galaxia del universo, vería exactamente lo mismo.

Así que el concepto de expansión del universo no se representa bien por una burbuja que nosotros vemos inflarse desde afuera, sino más bien como si estuviéramos en una habitación y vemos que las paredes y todos los objetos que en ella se encuentran, están cada vez más lejos de nosotros. Es decir, con el paso del tiempo hay cada vez más baldosas que nos separan de la pared, de la cama, de la mesita de noche.

Fig 1. La expansión del universo puede conceptualizarse mejor si consideramos que el espacio se crea entre dos puntos desde nuestra posición como observadores. Dibujo: Julián Restrepo / Publicado en Fundamentos de la Cosmología, la ciencia del universo.

El Horizonte de Hubble 

Ahora bien, la relatividad general, que es la teoría y las ecuaciones con las que describimos el universo a gran escala, nos dice que el espacio-tiempo es un tejido de cuatro dimensiones (tres dimensiones espaciales y una temporal) que existe solamente en el universo. En este contexto ¿Qué es el universo? Lo que nosotros, parados desde la Tierra, en la Vía Láctea, podemos ver; es decir, una esfera observacional que comprende 13.7000 millones de años en el pasado, que equivalen a unos 46.000 millones de años luz en cada dirección que miremos. Esa esfera, llamada técnicamente horizonte de Hubble, se hace más grande, se expande. Dentro de 5000 millones de años, el horizonte para los pobladores de cualquier galaxia será de 18.700 millones de años en el pasado, y su correspondiente distancia.

Así que la respuesta a las preguntas que nos hicimos al inicio, primero, debe matizarse. Cuando los cosmólogos hablan de la expansión del universo, hablan de la creación de espacio entre las galaxias y la ampliación del horizonte de Hubble. En segundo lugar, si existe algo que se encuentre “afuera del universo” o algo en lo que el universo esté “conteniendo”, es algo que simplemente no sabemos, ni podremos saber con las herramientas de la ciencia. Lo único que pueden decirnos los cosmólogos es que el universo se expande en sí mismo, porque no contamos con evidencia física o matemática que nos indique que hay algo que existe más allá del universo, más allá del espacio-tiempo. No podemos salir el universo y ver cómo se expande dentro de un recipiente mayor, si eso sucediese.

Algunos modelos inflacionarios nos sugieren que la expansión del universo puede interpretarse solamente como un efecto, producto del alejamiento de las galaxias, dentro de un espacio-tiempo infinito. Sin embargo, no tenemos pruebas de este hecho, más allá de modelos matemáticos. También, otros modelos inflacionarios nos dicen que nuestro universo es solo una burbuja en medio de un multiverso o un hiperespacio lleno de infinitos universos; tampoco podemos saberlo. Por otra parte, la teoría de cuerdas nos sugiere que nuestro universo es una brana que puede interactuar con otros universos a través de la gravedad. No hemos recopilado pruebas de ello.

En resumen, cuando los cosmólogos hablan de la expansión del universo se refieren a la creación de más espacio entre las galaxias y a la ampliación del horizonte de Hubble. Por otro parte, si el universo se encuentra contenido y expandiéndose en un hiperespacio, es algo por fuera de los límites de la ciencia. Es algo que la ciencia no puede responder.

El universo de tiene la obligación de tener sentido para ti

Neil deGrasse Tyson 

M10 – Globular Cluster | Cúmulo Globular

M10 es un cúmulo muy brillante y muy rico en estrellas. Ubicado en la constelación de ofiuco, se calcula que se encuentra aproximadamente a 16.000 años luz del centro de nuestra galaxia. Un análisis de su velocidad radial permite deducir que se aleja de la Tierra a más de 271.440 km/h

M9 – Globular Cluster | Cúmulo Globular

Al igual que todos los cúmulos globulares, M9 es un espectáculo en sí mismo, y uno de los objetos más viejos e intrigantes de nuestra galaxia. M9 se destaca por ser uno de los cúmulos globulares más cercanos al centro de nuestra galaxia, a tan solo 5.500 años luz.

M8 – Lagoon Nebula | Nebulosa de la Laguna

Como todas las nebulosas de emisión, M8 o NGC 6523 es una gigantesca región HII, es decir, una espectacular cuna de estrellas. Con una magnitud de 5,8, esta increíble nebulosa cuenta con muchas estrellas grandes y calientes, cuya radiación ultravioleta esculpe los gases y el polvo cósmico, dándole su forma característica.

M7 – Open Cluster | Cúmulo Abierto

También conocido como NGC 6475, M7 es un cúmulo abierto, es decir, un grupo de estrellas ligadas gravitacionalmente y formadas por la misma nube molecular. Es un cúmulo muy disperso, ubicado en una riquísima región de la Vía Láctea.

M6 – Open Cluster | Cúmulo Abierto

Este hermoso cúmulo comprende más de 200 estrellas y tiene un diámetro de unos 12-20 años luz. Se estima que sus estrellas se formaron hace unos 100 millones de años, lo que significa que mientras los dinosaurios vagaban por el planeta, M6 apenas comenzaba a brillar en el cielo.

M5 – Globular Cluster | Cúmulo Globular

El cúmulo globular M5 es probablemente uno de los más interesantes por ser uno de los más viejos, más grandes y más brillantes. Está localizado en la constelación de La Serpiente (Serpens) a una distancia aproximada de 24.500 años luz.

Galileo y la iglesia

"La tierra gira alrededor del sol y no al revés". Esta frase no es impresionante para las generaciones actuales, pero para los que vivieron en el siglo XVII fue una verdadera revolución. Cuando Galileo Galilei la expuso, basándose en las primeras observaciones hechas a través de un telescopio, causó tal conmoción que sacudió los cimientos de la Iglesia.

La materia oscura: el componente invisible del universo

Se estima que la materia oscura constituye un 23% de todo el contenido de materia/energía del universo. Sin embargo, aún no se conocen sus componentes; su naturaleza resulta todo un enigma para la cosmología moderna y encontrarla es actualmente uno de los mayores retos de la ciencia.

La imagen más grande del Telescopio Espacial Hubble

El Hubble Legacy Field es una fotografía liberada en 2019 que reúne 7500 exposiciones individuales de programas astronómicos llevados a cabo durante dos décadas por el Telescopio Espacial Hubble (HST). Este mosaico incluye las las famosas tomas de campo profundo, campo ultra-profundo y campo extremamente profundo.

M4 – Globular Cluster | Cúmulo Globular

También llamado NGC 6121, M4 es el cúmulo globular más cercano a la Tierra. M4 contiene unas 100.000 estrellas, y como la mayoría de los cúmulos globulares, es una estructura muy antigua, de unos 12-13 mil millones de años.

es_ESEspañol

Pin It on Pinterest

Share This