Tamaño del universo observable

La edad del universo

El universo observable, también conocido como volumen de Hubble, es la región del espacio que nos es teóricamente posible observar, lo suficientemente pequeña como para que la luz de las regiones más lejanas haya tenido tiempo suficiente para llegar a la Tierra desde el Big Bang. Esta región del espacio tiene un diámetro de aproximadamente 92.940 millones de años-luz, centrado en el planeta Tierra. Cada una de las diferentes porciones del espacio tiene su propio universo visible, algunas se superponen, otras no.

Hay una serie de conceptos erróneos sobre el concepto de universo observable. La primera es que su tamaño es igual a su edad en años por la velocidad a la que viaja la luz en un año, unos 15.000 millones de años luz. Esta cifra sería cierta si fuera plano, pero gracias a Einstein sabemos que el universo está muy curvado en las distancias cosmológicas en virtud de su expansión.

El otro concepto erróneo es que lo observable es todo lo que hay. Esto también es falso; sólo indica la región del espacio que es teóricamente posible observar. El universo real puede ser mucho más grande, o incluso más pequeño. Existe la posibilidad de que las galaxias lejanas que vemos sean en realidad la luz de galaxias más cercanas, que ha circunnavegado el universo más de una vez. Como la luz tendría edades radicalmente diferentes, sería difícil, si no imposible, decir que son de la misma galaxia. Pero lo más probable es que el propio universo sea mucho más grande de lo que se puede observar.

Tamaño del universo no observable

Este límite espacial imaginario se denomina horizonte cosmológico u horizonte de partículas (no confundir con el horizonte de sucesos). Cualquier acontecimiento que esté ocurriendo ahora o que ya haya ocurrido en un punto más allá de este horizonte no puede o no puede todavía ser observado por nosotros. Esto se ilustra en la siguiente figura :

El tiempo de retrospección es una estimación del momento en que un objeto astronómico ha emitido luz que es recibida actualmente por el observador (es decir, nuestra galaxia). El tiempo de origen “0” se define como el tiempo cósmico actual (desplazamiento al rojo z=0). También llamamos a este tiempo como la diferencia entre la edad del Universo y la edad del Universo cuando el objeto considerado envió la luz, o como el tiempo de vuelo del fotón. Su expresión general es :

En la práctica, cuando el observador recibe la luz de un objeto y calcula su desplazamiento al rojo, es capaz de deducir, gracias a la figura 4 anterior, el tiempo de retorno. Entonces, el observador sabe que está viendo el objeto tal y como era en este valor de tiempo.

Tamaño del universo observable en km

Esto se debe a que sólo podemos ver hasta donde la luz (o, más exactamente, la radiación de microondas emitida por el Big Bang) ha viajado desde el comienzo del Universo. Desde que el Universo estalló hace unos 13.800 millones de años, no ha dejado de expandirse. Pero como tampoco conocemos la edad exacta del Universo, resulta difícil precisar hasta dónde se extiende más allá de los límites de lo que podemos ver.

“Es una medida de la velocidad de expansión del Universo en el momento actual”, dice Wendy Freedman, astrofísica de la Universidad de Chicago que ha dedicado su carrera a medirla. “La Constante de Hubble establece la escala del Universo, tanto su tamaño como su edad”.

Ayuda a pensar en el Universo como un globo que se infla. A medida que las estrellas y galaxias, como puntos en la superficie de un globo, se alejan unas de otras más rápidamente, mayor es la distancia entre ellas. Desde nuestra perspectiva, esto significa que cuanto más lejos está una galaxia de nosotros, más rápido se aleja.Nuestra galaxia, la Vía Láctea, se aleja a toda velocidad de las demás que la rodean a medida que el Universo se expande (Crédito: Allan Morton/Dennis Milon/Science Photo Library)Desgraciadamente, cuanto más miden los astrónomos este número, más parece desafiar las predicciones basadas en nuestra comprensión del Universo. Un método de medición directa nos da un valor determinado, mientras que otra medición, que se basa en nuestra comprensión de otros parámetros del Universo, dice algo diferente. O bien las mediciones son erróneas, o bien hay algo que falla en la forma en que pensamos que funciona nuestro Universo.

Diámetro universo observable

El tamaño de nuestro universo observable debe haber crecido con el tiempo en el universo primitivo. A la inversa, con la expansión acelerada, he escuchado que eventualmente nuestro universo observable se reducirá a nuestro grupo local de galaxias ligadas gravitacionalmente. Así que el universo observable debe pasar por un máximo en algún momento. ¿Cuándo es eso y cuál es ese tamaño máximo?

Así que todas tus galaxias lejanas favoritas se alejan (casi) exponencialmente con el tiempo, mientras que el radio del universo observable se vuelve (casi) constante. ¿Qué ocurre? Las galaxias están abandonando nuestro universo observable (debido a la energía oscura, recuerda). Las más lejanas primero, las más cercanas a nosotros después. Este es el origen de la afirmación de que sólo los objetos ligados gravitacionalmente a nosotros -nuestro Sistema Solar, la Vía Láctea y el Grupo Local- seguirán siendo observables dentro de unas decenas de miles de millones de años.

La pregunta original era entonces algo así como “¿cuándo se podrá ver la mayor cantidad de galaxias en el universo? En principio, esta pregunta debería ser fácil de responder (creo que el momento de mayor número de galaxias ya se ha producido). Pero en la práctica, la respuesta exacta podría ser difícil de calcular, ya que las galaxias también tienen la molesta costumbre de crearse y destruirse (por ejemplo, por sus colisiones, etc.), y no sólo quedarse quietas. No he hecho un cálculo a posteriori para intentar estimar esto, pero se podría.

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