LA EXPANSIÓN DEL UNIVERSO

Desde hace siglos, los astrónomos de distintas civilizaciones se han cuestionado la forma y el origen del Universo. Sabemos que es un espacio inmenso, pero ¿ha sido siempre así? ¿Ha cambiado a lo largo de su historia? ¿Ha existido desde siempre o tuvo un comienzo preciso? Los recientes estudios sobre la expansión del Universo pueden proporcionar algunas respuestas a estos interrogantes.

EL ESTUDIO DEL UNIVERSO

El ser humano siempre ha tenido un interés particular por el Universo. Históricamente, la observación del cielo nocturno le ha permitido ubicarse, navegar el mar y saber cuándo era propicio sembrar, entre muchas otras cosas. De esta manera, a medida que el hombre entendía mejor el cosmos que lo rodeaba, mayores eran sus posibilidades de llevar a cabo exitosamente tareas que resultaban fundamentales para su vida y para el desarrollo de las civilizaciones.

Desde hace miles de años, los astrónomos de varias civilizaciones se han hecho preguntas acerca de la forma, el tamaño y el origen del Universo. Los antiguos griegos, por ejemplo, creían que el Universo debía ser infinito, a pesar de que resultara difícil imaginarlo de esa manera.

En el año 1685, Isaac Newton postuló la Teoría de la gravedad, la cual indica que todos los objetos del Universo se atraen los unos a los otros. Una de las ideas que se desprende necesariamente de esta teoría es que, si todos los elementos se atraen, con el pasar del tiempo se concentrarían en un único lugar del cosmos. Newton supuso, al igual que los griegos, que para que esto no esté sucediendo el Universo debería ser infinito.

Desde tiempos prehistóricos, el cielo nocturno ha sido una de las principales fuentes de inspiración para el hombre.

Según la creencia popular, Isaac Newton desarrolló la ley de la gravedad por un hecho curioso; una manzana habría caído de un árbol golpeándole la cabeza ¿Por qué habría caído esa la manzana? Por la gravedad.

Ya en el siglo XX, el famoso físico Albert Einstein desarrolló su propia teoría de la gravedad dentro de la Teoría de la relatividad general. Einstein supuso un Universo estático, que no se expandía ni contraía, y sustentó esta idea con la creación de la denominada “constante cosmológica”. Años más tarde, Einstein reconoció su error y dijo que esta constante fue uno de sus desaciertos científicos más grandes ya que, efectivamente, se probó que el Universo no es estático, sino que se encuentra en expansión.

Einstein descubrió que la gravedad deforma el espacio alrededor de los cuerpos masivos.

La expansión del Universo no significa meramente que los objetos en el cosmos se están alejando unos de otros, sino que el espacio mismo se está agrandando.

GALAXIAS MUY, MUY LEJANAS

Entre 1912 y 1922, el astrónomo estadounidense Vesto M. Slipher trabajó observando el espectro de luz proveniente de las nebulosas, y descubrió que la mayoría de estos objetos espaciales estaba alejándose de la Tierra. Ésta constituyó una de las primeras evidencias de que el Universo no es estático, sino que los elementos que lo componen se están alejando unos de otros.

A partir del trabajo de Slipher y otros astrónomos, Edwin Hubble comenzó a estudiar la misma esencia de la luz de las galaxias para descubrir por qué el Universo se encuentra en expansión. Para hacerlo, Hubble empleó un espectroscopio, un instrumento creado en el siglo XIX, con el cual se puede analizar la luz, ya que descompone la luz blanca en todos los colores del arcoíris. Dicho espectro encierra una gran cantidad de información: la luz está formada por ondas, y cada color tiene su propia longitud de onda. Así, por ejemplo, mientras que el azul tiene una longitud de onda corta, el rojo, en cambio, tiene una longitud de onda más larga.

Gracias a la luz emitida por estrellas distantes en galaxias alejadas, pudo concluirse que el Universo se está expandiendo.

Hubble observó el desplazamiento hacia el rojo de las galaxias que había descubierto para determinar a qué velocidad se movían. Su meta principal era registrar la velocidad tanto de las galaxias más cercanas como de las más alejadas de la nuestra. Tras varias noches de observación, Hubble arribó a un descubrimiento asombroso: determinó que mientras más lejos se encuentra una galaxia, mayor es su corrimiento hacia el rojo; es decir, se aleja más rápido. De esta manera, Hubble llegó a una conclusión sorprendente: el Universo se está expandiendo; el espacio mismo se está agrandando.

EL ORIGEN DEL UNIVERSO

Si el Universo se está expandiendo, ¿a partir de qué punto lo hace? En otras palabras, si se tiene en cuenta que todos los elementos que componen el Universo se están alejando unos de otros, se puede realizar el camino inverso y suponer que en algún momento, hace muchísimo tiempo, todo el cosmos debió estar junto en un mismo lugar desde el que empezó a expandirse. De esta manera surgió la teoría del Big Bang.

El Big Bang dio origen a todo el Universo. Cada partícula de materia que podamos encontrar hoy en día fue parte de ese gran estallido.

¿QUÉ SUCEDE AHORA?

¿El Universo se expandirá por siempre o en algún momento se detendrá? La Teoría de la Expansión Acelerada del Universo, una hipótesis que surge durante los primeros años de la década del ’90 a partir de las observaciones realizadas por los astrónomos, afirma que el Universo se expande a una velocidad cada vez mayor. Es decir, contrario a lo que se pensaba antes, que la gravedad detendría en cierto punto el proceso de expansión del Universo, lo que sucede es exactamente lo contrario: a medida que pasa el tiempo, el cosmos se expande más y más rápido.

De todas maneras, esto no siempre fue así: los estudios cosmológicos indican que luego del Big Bang, la velocidad de expansión del Universo comenzó a reducirse, pero una vez que alcanzó la mitad de su edad actual, esta velocidad comenzó a aumentar nuevamente. La causa de esta aceleración fue determinada hace pocas décadas; los astrónomos definieron a esta misteriosa fuerza de repulsión con el nombre de “energía oscura”. Esta fuerza trabaja de manera opuesta a la gravedad; es decir, hace que los objetos se repelan en lugar de atraerse. En definitiva, en la actualidad el Universo continúa expandiéndose, incluso a un ritmo mucho más acelerado del que lo hacía hace un par de cientos de miles de millones de años atrás.

¿Hasta cuándo se expandirá el Universo? Ésa es una de las tantas interrogantes que los científicos pretenden responder.

EL UNIVERSO INVISIBLE

La mayor parte del Universo no puede ser percibida por nuestros ojos, incluso tampoco por modernos dispositivos astronómicos; sabemos de la existencia de algunos elementos del cosmos tan sólo por sus rastros, por sus huellas que sí pueden observarse para, indirectamente, afirmar su existencia.

Materia oscura

La materia oscura constituye la estructura oculta a nuestros ojos sobre la cual se construye todo el cosmos. Es invisible, ya que no absorbe radiación en el espectro electromagnético ni interactúa con él. Solamente puede ser percibida por su atracción gravitatoria. Efectivamente, esta materia domina los efectos gravitatorios del Universo a gran escala, ya que tiende a formar estructuras en función de la fuerza de gravedad que ejerce.

Energía oscura

La energía oscura es la poderosa fuerza invisible encargada de provocar la expansión de nuestro Universo. A pesar de que su parecido en el nombre, la energía oscura es completamente distinta a la materia oscura, ya que tiene un efecto diametralmente diferente: mientras que la materia oscura provoca la formación de grandes estructuras como galaxias y cúmulos de galaxias, la energía oscura, en cambio, añade más espacio entre estas estructuras, haciendo que decrezca la atracción gravitatoria entre ellas.

En el Universo no hay nada más abundante que la energía oscura, y sin embargo no podemos verla y sabemos muy poco acerca de ella.