El borde del universo
PublicidadEstas 36 imágenes son galaxias que albergan dos tipos de «marcador de hitos» para medir las distancias cósmicas y la expansión del Universo, supernovas de tipo Ia y un tipo especial de estrella conocida como variable cefeida. Crédito de la imagen: SCIENCE: NASA, ESA, Adam G. Riess (STScI, JHU)Treinta años de observaciones de galaxias con el telescopio espacial Hubble han proporcionado una de las estimaciones más precisas de la tasa de expansión del Universo, y también nos indican que hay algo que falta fundamentalmente en nuestra comprensión actual del Universo.
Como se informa en The Astrophysical Journal, los investigadores que utilizan el veterano telescopio espacial han estimado que la tasa de expansión del Universo es de 73 kilómetros por segundo por megaparsec más o menos 1. Eso significa que si miras un objeto a 1 millón de parsecs (3,26 millones de años luz) de distancia, la expansión del Universo haría parecer que se aleja de ti a 73 kilómetros por segundo (más de 163.000 millas por hora).Advertisement
Los nuevos datos se conocen ahora con algo más del 1 por ciento de incertidumbre. Sin embargo, el problema es que una estimación completamente diferente de la tasa de expansión del Universo apenas 400.000 años después del Big Bang estima que la expansión es de 67,5 kilómetros por segundo por megaparsec más o menos 0,5. La tensión entre ambas mediciones no ha hecho más que crecer y crecer en los últimos años.
Expansión del universo
La historia de la ciencia registrará que la búsqueda de la tasa de expansión del universo fue el gran Santo Grial de la cosmología del siglo XX. Sin ninguna prueba observacional de que el espacio se expande, se contrae o se queda quieto, no tendríamos ninguna pista sobre si el universo se acerca o se aleja. Es más, tampoco tendríamos una pista sobre su edad – o, de hecho, si el universo era eterno.
El primer acto de esta revelación se produjo cuando, hace un siglo, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble descubrió una miríada de galaxias fuera de nuestra galaxia natal, la Vía Láctea. Y, las galaxias no estaban quietas. Hubble descubrió que cuanto más lejos está una galaxia, más rápido parece alejarse de nosotros. Esto podría interpretarse como la expansión uniforme del espacio. Hubble llegó a decir que estudiaba las galaxias simplemente como «marcadores del espacio». Sin embargo, nunca estuvo totalmente convencido de la idea de un universo en expansión uniforme. Sospechaba que sus mediciones podían ser la prueba de que algo más extraño estaba ocurriendo en el universo.
Cómo puede el universo expandirse más rápido que la luz
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.
¿Se expande el universo más rápido que la luz?
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.
