La teoría del Universo en expansión dice que el Universo podría expandirse para siempre, cosa que corresponde a un Universo ‘plano’. Y ese es probablemente el modelo del Universo al que nos sentimos más cercanos en la actualidad. Pero también podría ser finito, porque podría ser que el Universo tenga un volumen muy grande ahora, pero finito, y que ese volumen aumente, por lo que solo en el futuro infinito será realmente infinito…
Pero claro no sabemos si el Universo es finito o no. Para dar un ejemplo, imaginemos la geometría del Universo en dos dimensiones como un plano. Es plano, y un plano normalmente es infinito. Pero puedes tomar una hoja de papel ,una hoja de papel ‘infinita’, y puedes enrollarla y hacer un cilindro, y puedes enrollar el cilindro de nuevo y hacer una forma toroidal. La superficie del toroide también es especialmente plana, pero es finita. Así que hay dos posibilidades para un Universo plano: uno infinito, como un plano, y otro finito, como un toroide, que también es plano.
Plano es solo una analogía bidimensional. Lo que queremos decir es que el Universo es ‘Euclidiano’, lo que significa que las líneas paralelas siempre se mueven paralelas, y que los ángulos de un triángulo suman 180º. Ahora, el equivalente bidimensional de eso es un plano, una hoja infinita de papel. En la superficie de ese plano podéis dibujar líneas paralelas que nunca se encontrarán. Una geometría curva sería una esfera. Si dibujáis líneas paralelas en una esfera, estas líneas se encontrarán en un punto determinado, y si dibujáis un triángulo, sus ángulos suman más de 180º. Entonces la superficie de la esfera no es plana. Es un espacio finito pero no es plano, mientras que la superficie de un toroide es un espacio plano.
En la actualidad con nuestros datos del Fondo Cósmico de Microondas podemos probar que el Universo es plano, aún no sabremos si es finito o infinito.
Si el Universo es finito, eso significa que en una geometría bidimensional sería como un toroide. Ahora, pensemos en un toroide. En tal Universo, la luz que viaja sobre la superficie de un toroide puede tomar dos caminos: puede ir por los lados pero también puede ir en línea recta. Esto significa que si el Universo es como un toroide, la luz puede tener diferentes caminos para llegar al mismo punto. Puedes tener un camino largo y un camino corto. Significaría que cuando se mide el fondo cósmico de microondas se verán patrones extraños en el cielo, porque la luz de lejos no nos habría llegado en línea recta debido a la topología del Universo. Entonces, la esperanza sería, eventualmente, buscar esos patrones extraños en el cielo y sabríamos sí es finito.
Si el Universo fuera finito sería 100 veces más grande que el horizonte, que es la distancia que ha recorrido la luz desde el Big Bang. Eso correspondería al tamaño de la ‘rosquilla’ del toro. Por otro lado, si el Universo fuera realmente infinito, no veríamos ninguna señal de esos patrones peculiares que hemos hablado antes. Lo que realmente podríamos decir en ese caso es que el Universo es más grande que cierto tamaño. Pero si fuera finito podría ser medible.
Podría ser tan grande como 100 veces el horizonte. Eso significa que el Universo sería tanto como 100 mil millones de parsecs, unos 300 mil millones de años luz, si pudiéramos medir la topología…
Fobos y Deimos, fotografiados por la sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), son pequeñas lunas, de forma irregular. Créditos: NASA, MRO.
Imagen: Las ranuras de la luna Phobos, producidas por las fuerzas de marea (la atracción gravitatoria mutua del planeta y la luna). Créditos: NASA / JPL-Caltech / Universidad de Arizona
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