Tamaño del universo
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.
¿Cuánto se expandió el universo en el primer segundo
Una investigación publicada en 2015 estima que las primeras etapas de la existencia del universo tuvieron lugar hace 13.800 millones de años, con una incertidumbre de unos 21 millones de años con un nivel de confianza del 68%[1].
A efectos de este resumen, es conveniente dividir la cronología del universo, desde que se originó, en cinco partes. En general, se considera que no tiene sentido o no está claro si el tiempo existía antes de esta cronología:
El primer picosegundo (10-12) del tiempo cósmico. Incluye la época de Planck, durante la cual es posible que no se apliquen las leyes de la física actualmente establecidas; la aparición por etapas de las cuatro interacciones o fuerzas fundamentales conocidas -primero la gravitación, y más tarde las interacciones electromagnética, débil y fuerte-; y la expansión del propio espacio y el sobreenfriamiento del universo aún inmensamente caliente debido a la inflación cósmica.
Se cree que las diminutas ondulaciones del universo en esta etapa son la base de las estructuras a gran escala que se formaron mucho más tarde. Las diferentes etapas del universo primitivo se comprenden en distinta medida. Las primeras partes están fuera del alcance de los experimentos prácticos de la física de partículas, pero pueden explorarse por otros medios.
Línea de tiempo del universo interactiva
Este es un modelo alternativo para el Universo que compite con la teoría del Big Bang. Afirma que el Universo se expande, pero que la materia se crea continuamente, por lo que el Universo siempre tiene la misma densidad. Ya no es un rival serio de la teoría del Big Bang porque no puede explicar el Fondo Cósmico de Microondas ni la formación de las galaxias.
Todavía no se sabe qué va a pasar con el Universo. Algunos cosmólogos creen que dejará de expandirse y volverá a colapsar en un Big Crunch. Otros creen que seguirá expandiéndose para siempre. Las mediciones recientes sugieren que la expansión se está acelerando, por lo que es más probable que el Universo se expanda para siempre.
Lo que ocurrió 3 segundos después del Big Bang
Los cosmólogos saben que el universo se está expandiendo ahora, y extrapolan esta expansión hacia atrás en el tiempo para estudiar cómo era el universo primitivo. Hace unos 13.750 millones de años, todo el contenido y la energía del universo estaban contenidos en una singularidad con densidad y temperatura infinitas. Comenzó a expandirse rápidamente y esta expansión se conoce como el Big Bang. Las leyes de la física que conocemos no se aplicaban durante los primeros segundos del universo y los científicos sólo pueden especular sobre cómo era el universo primitivo. En el sitio web de la ESA y en el de la física del Universo se pueden encontrar líneas temporales más detalladas.