Cambios en el universo

¿Cómo ha cambiado el universo desde el Big Bang?

La expansión del universo es el aumento de la distancia entre dos partes dadas del universo observable no ligadas gravitacionalmente con el tiempo[1] Es una expansión intrínseca por la que cambia la escala del propio espacio. El universo no se expande “hacia” nada y no requiere que el espacio exista “fuera” de él. Esta expansión no implica que el espacio ni los objetos en el espacio se “muevan” en un sentido tradicional, sino que es la métrica (que gobierna el tamaño y la geometría del propio espaciotiempo) la que cambia de escala. A medida que la parte espacial de la métrica del espaciotiempo del universo aumenta de escala, los objetos se alejan unos de otros a velocidades cada vez mayores. Para cualquier observador del universo, parece que todo el espacio se está expandiendo, y que todas las galaxias, excepto las más cercanas (que están limitadas por la gravedad), se alejan a velocidades proporcionales a su distancia del observador. Mientras que los objetos dentro del espacio no pueden viajar más rápido que la luz, esta limitación no se aplica a los efectos de los cambios en la propia métrica[nota 1] Los objetos que retroceden más allá del horizonte de sucesos cósmico acabarán siendo inobservables, ya que ninguna luz nueva procedente de ellos será capaz de superar la expansión del universo, limitando el tamaño de nuestro universo observable.

Expansión del universo

En su búsqueda, el Hubble descubrió 42 nuevas supernovas, entre ellas seis que se encuentran entre las más lejanas jamás encontradas. Las supernovas más lejanas demuestran que el universo se estaba desacelerando hace mucho tiempo, pero luego “cambió de marcha” y comenzó a acelerarse.

Albert Einstein acuñó el término “constante cosmológica” para representar la posibilidad de que incluso el espacio vacío tenga energía y se acople a la gravedad. Al igual que otros astrónomos de la época, pensaba que el universo era estático y por ello propuso que había una fuerza de repulsión del espacio que mantenía el universo en equilibrio.

Einstein descartó sus propias conclusiones en 1929, cuando Edwin Hubble descubrió con sus investigaciones que el universo estaba en expansión y no era estático. Hoy, los nuevos datos del Hubble podrían demostrar que Einstein estaba en lo cierto. La atracción de la gravedad y el empuje de la energía oscura han tratado de superarse mutuamente desde el principio de los tiempos. Hace unos siete mil millones de años, la energía oscura se impuso porque el universo había crecido mucho y la materia (la fuente de la gravedad) se había expandido y dispersado.

El nacimiento del universo

A principios de la década de 1990, una cosa era bastante segura sobre la expansión del universo. Podía tener suficiente densidad de energía para detener su expansión y volver a colapsar, podía tener tan poca densidad de energía que nunca dejaría de expandirse, pero era seguro que la gravedad ralentizaría la expansión con el paso del tiempo. Es cierto que la ralentización no se había observado, pero, en teoría, el universo tenía que ralentizarse. El universo está lleno de materia y la fuerza de atracción de la gravedad atrae a toda la materia. Entonces llegó 1998 y las observaciones del telescopio espacial Hubble (HST) de supernovas muy lejanas que demostraron que, hace mucho tiempo, el universo se expandía realmente más despacio que hoy. Así que la expansión del universo no se ha ralentizado debido a la gravedad, como todo el mundo pensaba, sino que se ha acelerado. Nadie esperaba esto, nadie sabía cómo explicarlo. Pero algo lo estaba causando.

Al final, los teóricos propusieron tres tipos de explicaciones. Tal vez era el resultado de una versión de la teoría de la gravedad de Einstein, descartada hace tiempo, que contenía lo que se llamó una “constante cosmológica”. Tal vez había algún tipo extraño de energía-fluido que llenaba el espacio. Tal vez haya algo que no funciona en la teoría de la gravedad de Einstein y una nueva teoría podría incluir algún tipo de campo que crea esta aceleración cósmica. Los teóricos aún no saben cuál es la explicación correcta, pero han dado un nombre a la solución. Se llama energía oscura.

Lo que está fuera del universo

Nuestros estudios de galaxias más profundos pueden revelar objetos a decenas de miles de millones de años luz, pero hay… [+] más galaxias dentro del Universo observable que aún no hemos revelado entre las galaxias más lejanas y el fondo cósmico de microondas, incluyendo las primeras estrellas y galaxias de todas. Es posible que la próxima generación de telescopios haga añicos todos nuestros actuales récords de distancia.

Con cada nuevo año que llega, hay una serie de nuevos acontecimientos que nos esperan no sólo aquí en la Tierra, sino en todo el Universo observable. A pesar de todas las apariencias de que las cosas no cambian mucho, sobre todo a escala cósmica, nuestro planeta, el Sistema Solar, la galaxia e incluso el Universo entero sufren metamorfosis significativas que no sólo son detectables, sino que se acumulan con el paso del tiempo.

Es fácil darse cuenta de los principales acontecimientos que se producen cuando la Tierra orbita alrededor del Sol, como los cambios en las fases lunares, los eclipses, las lluvias de meteoritos y los cometas que pasan por nuestros cielos. Las estrellas variables cambian de aspecto, se forman nuevas estrellas y las viejas mueren. A veces incluso asistimos a un cataclismo, como una supernova, una fusión de agujeros negros o una explosión de rayos gamma. Pero incluso un solo año puede anunciar algunas formas sorprendentes en que nuestro Universo se altera para siempre.