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por Paul Sutter del Sitio Web Space
traducción de
Adela Kaufmann
Muestra muchas galaxias más allá de la Vía Láctea. G. Illingworth, D. Magee, y P. Oesch, Universidad de California, Santa Cruz; R. Bouwens, Universidad de Leiden;
Y el Equipo de HUDF09 Todos sabemos que el universo se está expandiendo, ¿verdad?
Bueno, si usted no era consciente, ahora lo es. Vivimos en un universo en expansión: Cada galaxia está volando lejos de cualquier otra galaxia.
Esto conduce naturalmente a una pregunta común:
Pues bien, nuestro universo sí tiene un borde - es decir, si por "nuestro universo", querremos decir el universo observable.
La velocidad de la luz es sólo eso - una velocidad - y el universo sólo ha existido desde hace tanto tiempo (unos 13.77 billones de años), lo que significa que sólo en la medida en que el universo ha sido revelado a nosotros a través de la luz que ha viajado por esas inmensas distancias cósmicas.
¿Y qué es lo que está fuera de nuestro límite observable?
Eso es fácil: Sólo con más cosas, como galaxias y agujeros negros y nuevas, fantásticas variedades de queso. Es para siempre inalcanzable para nosotros, seguro - pero sigue siendo estando por allí.
Nuestro
universo en expansión
Desde nuestra perspectiva, parece que estamos en el centro de todo, y cada galaxia está volando lejos de nosotros.
Así que, naturalmente, conduce a la línea de razonamiento de que "tiene que haber un borde". Pero supongamos que usted saltara a Andrómeda (video abajo), nuestro vecino galáctico más cercano.
Desde ese nuevo punto de vista, todavía se ve como si usted estuviera en el centro del universo y todo está volando lejos de usted.
Ahora vamos a ponernos realmente locos y a pretender que podemos teletransportarnos a la galaxia más distante observable, en el extremo más alejado de nuestro alcance observacional.
¿Adivine qué? Sí, desde su posición, se ve como si usted estuviera en el centro del universo, y cada galaxia - incluyendo la lejana Vía Láctea - está corriendo lejos de usted.
Eso es lo que queremos decir cuando decimos "El universo se está expandiendo." Cada galaxia se aleja de todas las otras galaxias (con algunas excepciones menores de fusiones locales, pero eso es tema para otro artículo).
Pero tiene que haber un límite, ¿verdad? No es como si el universo es infinito, ¿verdad? Bueno, probablemente no. Si bien es muy, muy, muy grande, el universo no es probablemente infinitamente grande.
Pero todavía no tiene un borde.
Piense de nuevo que está saltando de galaxia en galaxia. Desde la Vía Láctea, el universo se ve como una enorme burbuja de jabón que crece en tamaño, con nosotros en el centro. Pero desde otra galaxia, esta burbuja universal, se ve diferente, porque hay una galaxia diferente en el "centro" de la burbuja...
Lo que podríamos estar tentados a llamar un "adentro" o un "borde" de nuestro universo no tiene sentido desde la nueva perspectiva. Y eso es cierto para cada galaxia.
Voy a decirlo una vez más:
¡Eso es! Sin borde. Ninguna burbuja. Nada para expandirse.
La matemática es simple:
Y eso es todo.
Vamos a dar un paso atrás. Todo el mundo sabe esas analogías comunes que se utilizan para describir un universo en expansión: Las galaxias son como hormigas alrededor de una pelota de playa. Todos somos pasas en una barra de pan. Y - ¡oh! - ¡La pelota de playa se está inflando! ¡Sí! La barra de pan se está levantando en el horno!
El espacio se está expandiendo, y las galaxias son acarreadas con él! ¿Ve? ¡Fácil!
Esas analogías, ciertamente, van a través de un punto importante: Las galaxias no están volando o disparándose unas de otras. Es el espacio debajo de ellos que está haciendo todo el trabajo de la expansión (imagen abajo).
Las galaxias van sólo en el paseo de la alfombra cósmica.
EXPLOSIVA ESCALADA DE UN UNIVERSO JOVEN INFLACIÓN CÓSMICA
Pero esas analogías también tienen un defecto fatal.
Todos podemos imaginar fácilmente una pelota de playa o la inflada de una hogaza de pan ascendente, y de inmediato pensamos en ellos como expandiéndose en algo:
La pelota de playa tiene una piel. El pan tiene una deliciosa corteza, crujiente. Tienen bordes, y se están moviendo hacia algo.
Nuestras mentes nos han jugado una mala pasada a nosotros, y nos está haciendo trampa poder asombrarnos totalmente por lo que está pasando.
Cuando usamos la analogía hormigas-en-la-pelota de playa, lo primero que dice la gente es,
No lo sé; lidie usted con eso.
Y la segunda cosa que la gente dice,
En ese momento, tengo que saltar con las limitaciones de la analogía: Todo nuestro universo es la superficie de la pelota de playa. Y la superficie de la pelota no tiene centro. Del mismo modo que la superficie de la Tierra no tiene centro.
Podríamos haber hecho los polos en cualquier parte que quisiéramos.
En el modelo de la pelota de playa, todo nuestro universo es una superficie bidimensional, lleno de hormigas idiotas tratando de arrastrarse una hacia la otra, pero fallando debido a que algún otro idiota se mantiene inflándola. OK, bien, lo que sea.
Ese modelo de universo es de dos dimensiones, pero en el ojo de nuestra mente, pensamos inmediatamente en expandirla en una tercera dimensión - una dimensión a la cual las hormigas no pueden acceder, porque no pueden saltar.
Pero esa dimensión adicional genera un "lugar" de la superficie de la pelota para expandirse.
Pero nuestro universo real es tridimensional. Mientras que la teoría de cuerdas sugiere que puede haber otras dimensiones, son todas super-pequeñas por lo que esas no cuentan. Entonces, ¿hay una cuarta dimensión extra que proporciona el "material" para que nuestro universo se expanda?
Tal vez, tal vez no. Aquí está la cosa: Las matemáticas podrían apoyar una cuarta dimensión para que nuestro universo 3D se expanda. Y sin duda tiene un "borde" en esta dimensión, de la misma manera se puede apuntar al "borde" de una superficie de la pelota de playa 2D.
Pero no tiene porqué.
No necesitamos una cuarta dimensión en la cual envolver nuestro universo. Tenemos una descripción matemática completa y consistente de la expansión del universo utilizando sólo las tres dimensiones normales, cotidianas que conocemos y amamos.
Eso quiere decir que podemos tener un universo en expansión, sin necesidad de un borde o una cosa hacia la cual se expanda. Voy a admitir que tengo problemas para entender este concepto.
Pero eso es lo bueno de usar las matemáticas para entender el universo:
Podemos crear y manipular conceptos que nuestros cerebros simplemente no pueden manejar por su cuenta!
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