By: Noor Gillani
Sabemos desde hace algún tiempo que nuestro universo se está expandiendo, y en los últimos años descubrimos que esto estaba sucediendo considerablemente más rápido de lo que esperábamos.
Sin embargo, a pesar de las innovaciones trascendentales en la tecnología de telescopios y satélites, se cree que gran parte de lo que hay en el cosmos se encuentra más allá de nuestra línea de visión, más allá del “universo observable”, como se le llama.
También significa que no sabemos con certeza qué forma toma el universo en su conjunto, ya sea una “dona” cósmica cerrada, una llanura plana que se extiende como un trozo de papel sin fin, o una esfera gigante en un estado de expansión constante.
Aquí están sus respuestas detalladas:
Esto ha dejado a los científicos preguntándose sobre los confines más lejanos del espacio y cómo pueden verse. ¿Qué piensan sobre el destino del universo? ¿Se expandirá para siempre?
Le preguntamos a cinco de ellos, y parece que el jurado aún está deliberando.
Anna Moore
La respuesta corta es que no lo sabemos. Sabemos que el universo observable, la parte que podemos ver y medir visiblemente, comenzó hace unos 13.800 millones de años con el Big Bang. Entonces sabemos que la edad del universo es finita al menos desde la época del Big Bang. Pero el universo se hace más grande. Se ha estado expandiendo en todas direcciones desde el Big Bang y continúa haciéndolo (y recientemente se ha vuelto cada vez más rápido). La radiación sobrante del Big Bang, que llamamos el “fondo cósmico de microondas”, representa la imagen más antigua del universo, cuando era más pequeño, más caliente y más denso. Podemos tomar imágenes de esta época temprana para comprender la forma (o geometría) del universo en la escala más grande. Saber esto es importante para saber si el universo es infinito o finito. Las mediciones tomadas por satélites han apuntado a que el universo tiene una geometría plana. En un universo plano, dos haces de luz disparados uno al lado del otro a través del espacio permanecerán paralelos para siempre y nunca se cruzarán ni se separarán. En este sentido, todavía podemos pensar en un universo con forma de cilindro o toro (rosquilla) como “plano”. Las mediciones actuales no son lo suficientemente precisas como para que sepamos si la geometría plana del universo está representada por una hoja de papel, un cilindro, un toro o cualquier otra forma que permita el paso paralelo de dos haces de luz. Un universo infinito podría tener una geometría totalmente plana como una hoja de papel. Un universo así duraría para siempre e incluiría todas las posibilidades, incluidas infinitas versiones de nosotros mismos. Por otro lado, un universo en forma de rosquilla tendría que ser finito, ya que está cerrado. Pero por ahora todavía no conocemos la forma del universo y, por lo tanto, tampoco podemos conocer su tamaño.
Sara Webb
Eso creo. Sabemos que el universo tuvo un comienzo con el Big Bang. Y por lo que observamos, este comienzo no ocurrió en ningún área. No importa en qué parte del universo te encuentres (en esta galaxia o en una muy, muy lejana), el espacio parece expandirse en todas direcciones, contigo en el centro. Ahora, calculamos que el universo tiene aproximadamente 13.800 millones de años, lo que significa que ese es el tiempo que ha tenido que expandirse el espacio. Entonces, lógicamente, esperaríamos que el espacio tuviera 13.800 millones de años luz de diámetro, ¿verdad? Pero el tamaño del universo observable es en realidad de 46 mil millones de años luz, lo que significa que la primera luz que podemos ver emitida (380,000 años después del Big Bang), provino de una distancia que ahora está a 46 mil millones de años luz de distancia. Esto se debe a algo llamado “inflación rápida” (más sobre esto más adelante). Sin embargo, no hay razón para sugerir que el borde del universo observable sea el borde del universo real. Tendemos a pensar que las cosas tienen formas tridimensionales: una esfera, un cubo, un cono. Podríamos pensar en el universo como una esfera que se expande indefinida e infinitamente. O podría curvarse y doblarse de manera que podría convertirlo en un sistema cerrado (como una rosquilla), donde si viajara en línea recta durante el tiempo suficiente, eventualmente terminaría de nuevo donde comenzó: el espacio sería finito . Pero me inclino hacia otra posibilidad, que considera la rápida inflación que siguió al Big Bang. Existe una teoría de que la inflación es en realidad una inflación eterna, lo que significa que siempre ocurre en un punto u otro del universo, lo que hace que el universo sea infinito. Esto comienza a sumergirse en la alucinante idea de las fluctuaciones cuánticas e incluso de los multiversos. Y siendo el amante de la ciencia ficción que soy, ¿cómo podría no querer que esto sea cierto?
Tanya Hill
Existe un límite en la cantidad de universo que podemos ver. El universo observable es finito en el sentido de que no ha existido desde siempre. Se extiende a 46 mil millones de años luz en todas direcciones desde nosotros. (Si bien nuestro universo tiene 13.8 mil millones de años, el universo observable llega más lejos ya que el universo se está expandiendo). El universo observable está centrado en nosotros. Un extraterrestre en una galaxia lejana tendría su propio universo observable. Si bien puede haber cierta superposición, inevitablemente verían regiones que no podemos ver. Por lo tanto, no es posible ver si el universo es finito, porque no podemos verlo todo. En cambio, podemos abordar esta cuestión explorando la forma del universo. Si bien no conocemos la forma de todo el espacio, sabemos que nuestra parte del espacio es plana. Esto significa que dos cohetes que vuelan en paralelo en el control de crucero siempre permanecerán paralelos. Debido a que el espacio no es curvo, nunca se encontrarán ni se alejarán entre sí. Un universo plano podría ser infinito: imagine una hoja de papel en 2D que se extienda para siempre. Pero también podría ser finito: imagina tomar un trozo de papel, hacer un cilindro y unir los extremos para hacer una forma de toro (rosquilla). Ahí yace el problema. Además, hay muchas formas en que el universo podría haberse curvado, pero en cambio vivimos en una región de espacio plano. Esta es una condición muy específica y usamos una teoría llamada “inflación” para explicarla. La inflación es la idea de que, muy temprano, el universo se expandió rápidamente por un breve momento, suavizando todas las torceduras y curvaturas en nuestra parte del espacio. Después de la inflación, el universo creció hasta lo que vemos hoy. Pero es posible que la inflación no se limite a sembrar nuestro universo. Quizás también ocurrió en otros lugares y sigue sucediendo. ¿Qué tan grande podría ser el universo entero o el multiverso? Abre tales posibilidades que, en mi opinión, un universo infinito se vuelve más fácil de imaginar que uno finito.
Sam Baron
Hay una línea de razonamiento tentadora que sugiere que el espacio debe ser infinito, pero que creo que es incorrecta. Dice así: si el espacio es finito, entonces tendría una ventaja. Pero imagina entrar en tu nave espacial y volar a los confines del universo. Parece inconcebible que encuentres una ventaja. ¿Cómo se vería el borde? Seguramente el espacio debe durar para siempre. Pero hay otra forma de que el espacio sea finito. Podría ser un toro, que es espacialmente finito pero sin bordes, como una rosquilla cósmica. Si el universo tiene forma de rosquilla, entonces existe una prueba científica muy natural que revelaría si es finito. Imagina que apuntas un haz de luz a una superficie reflectante muy lejana. Si la superficie es irregular, la luz se reflejará en múltiples direcciones. Si el universo es una rosquilla, los rayos reflejados que rebotan se curvarán gradualmente con la forma del universo y, finalmente, se envolverán sobre sí mismos y se cruzarán (diagrama aquí). Esto solo puede suceder si el universo es finito, fíjate. En un universo infinito, los rayos continuarían por siempre. Ahora, imagina que estás parado en el punto donde los rayos de luz se cruzan. Si gira hacia un lado, verá el objeto que reflejó el rayo. Si gira hacia el otro lado, verá el mismo objeto pero desde un ángulo diferente. Entonces, si el objeto reflectante fuera un planeta distante, verías el mismo planeta dos veces. Los científicos ya han comenzado a buscar este efecto de sala de espejos en el tenue resplandor que quedó del Big Bang. Proporcionaría evidencia no solo del tamaño sino también de la forma del cosmos. Si bien todavía no se ha encontrado nada concluyente, ¡quién sabe qué podríamos descubrir si seguimos buscando!
Kevin Orrman-Rossiter
Por “infinito” generalmente nos referimos a algo que es ilimitado o sin fin. Mi posición es que el espacio es finito. Sin embargo, para demostrar eso propongamos, por un momento, que el espacio es infinito. En un sentido simple, si este fuera el caso y partiera en una nave espacial en cualquier dirección, nunca alcanzaría un límite. Pero hay un problema con este experimento: necesitaría viajar durante un período de tiempo infinitamente largo para asegurarme de que no haya un límite “solo un poco más lejos”. No importa a qué velocidad viaje. Mi viaje de prueba tendría que ser infinito para probar mi hipótesis de que el espacio es infinito. Ahora, no muchos organismos de subvenciones van a financiar un experimento de este tipo. Esto resalta que para proporcionar pruebas, debemos hacerlo a través de la observación en lugar de la experimentación directa. Durante el siglo pasado, hemos aprendido mucho sobre nuestro universo a través de la observación. Sabemos que el espacio, el universo, tuvo un comienzo hace unos 13.800 millones de años. Sabemos por observación que se está expandiendo y hemos detectado el fondo cósmico de microondas, que se cree que es la radiación sobrante del Big Bang. El espacio, tal como lo vemos hoy, es una red de galaxias que se expande lentamente. Una pregunta clave en cosmología es si esta expansión continuará, cambiará de ritmo o se invertirá. Responder a esto implica comprender las propiedades de la materia oscura y la energía oscura. El punto interesante es que no importa el modelo del universo (y todavía faltan piezas importantes aquí), el pensamiento cosmológico actual es que habrá un final y el universo no persistirá para siempre. Tiene una existencia finita en el tiempo y, para volver al comienzo de mi argumento, propondría que en algún momento mi viaje en nave espacial llegará a su fin.
