Composición del universo
COSMOLOGÍARost9/ShutterstockLa teoría de la relatividad general, según la cual el propio espacio puede curvarse, permite que el universo adopte una de las tres formas siguientes: plano como una hoja de papel, cerrado como una esfera o abierto como una silla de montar. Esta geometría astronómica no es un asunto trivial: el destino del cosmos depende de ella.
Como dice el cosmólogo de la Universidad de Princeton David Spergel, “la forma del universo nos habla de su pasado y su futuro”. Si el universo se expandirá para siempre o acabará colapsando, y si es finito o infinito, son cuestiones que se relacionan con su forma.
Aproximadamente el 68% del universo es energía oscura y el 27% es materia oscura. El resto es materia normal, que representa los planetas, las estrellas y otros cuerpos. La densidad del universo se refiere a la cantidad de esta materia que se encuentra en un determinado volumen de espacio.
Si la densidad del universo es lo suficientemente grande como para que su gravedad supere la fuerza de expansión, entonces el universo se enroscará en una bola. Esto se conoce como el modelo cerrado, con una curvatura positiva que se asemeja a una esfera. Una propiedad alucinante de este universo es que es finito, pero no tiene límites. Un Ferdinand Magellan intergaláctico podría circunnavegarlo, atravesando el espacio para siempre sin chocar con una pared o caer sobre un borde.
La forma del universo
En los años veinte, el famoso matemático ruso Alexander Freedman formuló una ecuación que determina la forma y el destino de nuestro universo. Freedman derivó su ecuación en la relatividad general. La ecuación revela que la geometría del universo puede ser plana, cerrada o abierta. Las geometrías euclidiana, hiperbólica y esférica describen los universos planos, abiertos y cerrados, respectivamente. Tanto la misión WMAP de la NASA como la misión PLANCK de la ESA muestran que el parámetro de curvatura cosmológica, ΩK, es de 0,000±0,005, lo que coincide con un universo plano. Muchas sondas cosmológicas de observación revelaron que el universo es plano y obedece a la geometría euclidiana clásica. Pero hasta el día de hoy, no existe una formulación/prueba matemática de la geometría de nuestro universo. En este trabajo se intenta establecer que la forma de nuestro universo es plana.
La forma exacta es un problema candente en la cosmología física. Varios datos experimentales y observacionales WMAP, PLANCK, BOOMERanG confirman que el universo es plano con sólo un margen de error del 0,4%. Los teóricos creen que el universo es plano e infinito. Nuestro hallazgo añade más y más argumentos favorables para la forma y el destino de nuestro universo.
Geometría del universo
Lo anterior no es demasiado difícil de visualizar, pero la Relatividad General afirma que el espacio mismo (no sólo un objeto en el espacio) puede ser curvo, y además, el espacio de la Relatividad General tiene 3 dimensiones espaciales y una dimensión temporal, no sólo dos como en nuestro ejemplo anterior. Esto es difícil de visualizar. Sin embargo, se puede describir matemáticamente con los mismos métodos que los matemáticos utilizan para describir las superficies bidimensionales. Entonces, ¿qué significan los tres tipos de curvatura -cero, positiva y negativa- para el universo?
El parámetro de densidad se determina a partir de varios métodos, como el cálculo del número de bariones creados en el big bang, el recuento de estrellas en las galaxias y la observación de la dinámica de las galaxias, tanto cercanas como lejanas. Con algunas incertidumbres bastante grandes, todos los métodos apuntan a que el universo es abierto (es decir, que el parámetro de densidad es menor que uno). Pero hay que recordar que es poco probable que
Si el universo es plano, ¿qué hay por encima y por debajo de él
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La forma del universo, en cosmología física, es la geometría local y global del universo. Las características locales de la geometría del universo se describen principalmente por su curvatura, mientras que la topología del universo describe propiedades globales generales de su forma como de un objeto continuo.