¿Tiene El Universo Una Ventaja?

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El universo no tiene borde. E incluso si lo hiciera, nunca podría ir allí porque se está expandiendo tan rápido que las partes más lejanas son inalcanzables.

Los científicos ahora saben que el universo se está expandiendo, a un ritmo cada vez mayor. Entonces, si es un globo, ¿en qué está creciendo? En otras palabras, ¿qué hay más allá del universo conocido?

Definir esto "más allá del universo" implicaría que el universo tiene una ventaja. Y ahí es donde las cosas se ponen difíciles, porque los científicos no están seguros de que exista tal caída.

La respuesta depende de cómo uno ve la pregunta.

Acantilado

Una forma de la pregunta es: "¿Podrías ir a algún lugar donde puedas mirar" más allá "del universo", la forma en que uno podría mirar más allá del borde de un acantilado o mirar por la ventana para ver el exterior de un edificio? La respuesta a esa consulta es "probablemente no".

Una razón involucra el "principio cosmológico", dijo Robert McNees, profesor asociado de física en la Universidad de Loyola en Chicago. El principio cosmológico establece que la distribución de la materia en cualquier parte del universo parece aproximadamente la misma que en cualquier otra parte, sin importar en qué dirección mires; En términos científicos, el universo es isotrópico.

El principio cosmológico es, en parte, una consecuencia de la idea de que las leyes de la física son las mismas en todas partes. "Hay muchas variaciones locales (estrellas, galaxias, cúmulos, etc.), pero promediadas en grandes porciones de espacio, ningún lugar es realmente tan diferente como en cualquier otro lugar", dijo McNees a WordsSideKick.com en un correo electrónico.

La implicación, sin embargo, es que no hay "borde"; no hay un lugar al que ir donde el universo acaba y uno puede mirar en alguna dirección y ver qué hay más allá.

Una analogía utilizada a menudo para describir este universo sin bordes es la superficie de un globo. Una hormiga en una superficie de este tipo puede caminar en cualquier dirección y se vería como si la superficie estuviera "sin límites", es decir, la hormiga podría regresar a donde comenzó, pero el viaje no tendría fin. Entonces, aunque la superficie de un globo es un número finito de unidades cuadradas, no tiene bordes, ni límites (ya que puedes ir para siempre en cualquier dirección). Además, no hay "centro", por lo que no hay un punto preferido en la superficie esférica del globo.

El universo es una versión tridimensional de la piel del globo.

Universo en globo

Pero, ¿cómo puede expandirse el universo si no tiene un extremo o una ventaja?

Usando la analogía del globo de nuevo, si uno añadiera más aire al globo, la hormiga observaría otras cosas en la superficie del globo alejándose. Y cuanto mayor sea la distancia entre la hormiga y algún objeto, más rápido retrocederá ese objeto. Pero no importa dónde se deslizó la hormiga, la velocidad a la que retrocedieron esos objetos seguiría las mismas relaciones: si la hormiga tuviera una ecuación que describiera qué tan rápido retrocedían los objetos, funcionaría de la misma manera en cualquier parte de la superficie del globo..

Sin embargo, los globos, cuando explotan, se están expandiendo en un espacio tridimensional. El problema es que esto no se aplica al universo. Por definición, el universo contiene todo, por lo que no hay "afuera". El físico Stephen Hawking ha dicho a menudo que toda la pregunta no tiene sentido, porque si el universo surgió de la nada y trajo todo a la existencia, entonces preguntar qué hay más allá del universo es como preguntar qué hay al norte del Polo Norte. [El Big Bang a la civilización: 10 asombrosos eventos de origen]

La Dra. Katie Mack, astrofísica teórica de la Universidad de Melbourne en Australia, dijo a WordsSideKick.com que podría ser más útil pensar que el universo se está volviendo menos denso, en lugar de expandirse. Es decir, la concentración de materia en el universo está disminuyendo a medida que el universo se expande, dijo.

Esto se debe a que las galaxias no se están alejando unas de otras a través del espacio, sino que el espacio en sí se está agrandando. Entonces, cualquier alienígena en las galaxias que ven los humanos llegaría a la misma conclusión que los terrícolas: todo lo demás se está alejando en todas direcciones, y la galaxia local está en reposo.

Debido a que el espacio se está expandiendo, es posible que las galaxias aparezcan como si se estuvieran moviendo más rápido que la luz, sin violar la relatividad, lo que dice que nada puede ir más rápido que la luz en el vacío. El tamaño real del universo observable es de 46 mil millones de años luz en cualquier dirección, aunque el universo comenzó hace solo 13.8 mil millones de años, dijo Mack. Pero eso todavía establece un límite en el tamaño del universo que los humanos pueden ver, llamado universo observable. Cualquier cosa fuera de ese radio de 46 mil millones de años luz no es visible para los terrícolas, y nunca lo será. Esto se debe a que las distancias entre los objetos en el universo siguen aumentando a una velocidad que es más rápida de lo que los rayos de luz pueden llegar a la Tierra.

Y encima de eso, la tasa de expansión no ha sido uniforme. Durante una breve fracción de segundo después del Big Bang, hubo un período de expansión acelerada llamada inflación, durante el cual el universo creció a un ritmo mucho más rápido de lo que está creciendo ahora. Regiones enteras del espacio nunca serán observables desde la Tierra por esa razón. Mack notó que asumiendo que la inflación sucedió, el universo es en realidad 1023 tiempos más grandes que los 46 mil millones de años luz que los humanos pueden ver. Entonces, si hay una ventaja en el universo, está tan lejos que los terrícolas no pueden verlo, y nunca lo verán. [Big Bang, desinflado? El universo puede no haber tenido principio

¿Un espacio infinito?

Mientras tanto, existe la cuestión de si el universo es infinito en el espacio para empezar, lo que Mack dijo que sigue siendo una pregunta abierta. O, el universo podría envolverse alrededor de sí mismo en una dimensión más alta de la misma manera que la superficie 2D de una esfera se envuelve alrededor de sí mismo en tres dimensiones, dijo.

Un factor adicional es si el universo surgió de la nada, a través de pequeñas fluctuaciones en el vacío, o, como propusieron Hawking y James Hartle, el tiempo y el espacio se vuelven intercambiables cerca del comienzo. Si cualquiera de los dos es el caso, entonces no tiene sentido preguntar qué vino antes del universo y qué está fuera de él.

Mack dijo que hay intentos continuos de resolver la cuestión de si el universo es como una esfera, curvándose sobre sí mismo de modo que si viajas en una dirección, finalmente regreses a tu punto de partida.

"Buscamos manchas repetidas en el cielo", dijo. "Eso es lo que las personas buscan cuando buscan evidencia de que el universo es finito... Nuestro espacio podría ser un espacio 3D incrustado en un espacio de cuatro dimensiones". (El universo tiene cuatro dimensiones con las que los humanos interactúan, tres de espacio y una de tiempo, pero esto implicaría que hay una cuarta dimensión espacial adicional).

Si los astrónomos encontraran dos lugares en lados opuestos del cielo que fueran exactamente iguales, eso sería una fuerte indicación de que el universo está curvado de esa manera. Sin embargo, no hay garantías. Mientras que algunas teorías cosmológicas como la teoría de cuerdas postulan dimensiones superiores, la mayoría de ellas serían "enrolladas" y pequeñas, mientras que la dimensión espacial "extra" de un universo curvo tendría que ser grande.

Todo esto significa que si hay un final para el universo, es posible que los humanos nunca puedan verlo, y existe la posibilidad real de que el universo tenga una forma tal que no pueda tener un límite para empezar.

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Suplemento De Vídeo: ¿Cuáles hubieran sido las ventajas de tener al universo de Sony y UCM juntos? // Vídeo Reseña #149.




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