¿Qué es el universo en su interior?
Por lo que sabemos, el universo no tiene límites. El espacio se extiende infinitamente en todas las direcciones. Además, las galaxias llenan todo el espacio en todo el universo infinito. Se llega a esta conclusión combinando lógicamente dos observaciones.
En primer lugar, la parte del universo que podemos ver es uniforme y plana a escala cósmica. La uniformidad del universo significa que los grupos de galaxias están repartidos más o menos uniformemente en la escala cósmica. La planitud del universo significa que la geometría del espacio-tiempo no está curvada ni deformada a escala cósmica. Esto significa que el universo no se envuelve y conecta consigo mismo como la superficie de una esfera, lo que llevaría a un universo finito. La planitud del universo es en realidad un resultado de la uniformidad del universo, ya que las colecciones concentradas de masa hacen que el espacio-tiempo sea curvo. Las lunas, los planetas, las estrellas y las galaxias son ejemplos de concentraciones de masa y, por tanto, deforman el espacio-tiempo en su entorno. Sin embargo, estos objetos son tan pequeños en comparación con la escala cósmica, que la deformación del espaciotiempo que provocan es insignificante a escala cósmica. Si se hace un promedio de todas las lunas, planetas, estrellas y galaxias del universo para obtener una expresión a gran escala de la distribución de la masa del universo, se encuentra que es constante.
Dónde termina el universo y de qué está rodeado
Una analogía mejor es considerar la superficie de un globo que se infla, donde la superficie es un equivalente bidimensional de nuestro universo tridimensional. El tejido del globo es el espacio; los puntos marcados en esta superficie (equivalentes a las galaxias) se separarán a medida que el globo se expanda, pero sólo porque el tejido (el espacio mismo) se está expandiendo, y sin ningún punto central para la expansión.
Si el universo es todo lo que hay, y no forma parte de un multiverso mayor, entonces no hay nada fuera de él (ni siquiera el vacío, que sigue siendo espacio), así que probablemente no tenga sentido preguntarse en qué se está expandiendo.
Nosotros, criaturas tridimensionales, vemos que todas las distancias entre las galaxias se expanden, lo que indica una inflación del espacio, pero no podemos percibir dimensiones espaciales adicionales más allá de nuestras tres, en las que se está produciendo la expansión.
En primer lugar, cuando los matemáticos y los físicos quieren describir el espacio -cualquier espacio-, las herramientas y técnicas matemáticas que utilizan no dependen en absoluto de que el espacio forme parte de un espacio dimensional superior. Así, por ejemplo, pueden hacer geometría sobre la superficie de una esfera sin tener en cuenta que la esfera está incrustada en nuestro espacio tridimensional cotidiano.
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La estructura simulada a gran escala del Universo muestra intrincados patrones de agrupación que… [nunca se repiten. Pero desde nuestra perspectiva, sólo podemos ver un volumen finito del Universo. ¿Qué hay más allá de este límite?
Hace 13.800 millones de años, el Universo tal y como lo conocemos comenzó con el caliente Big Bang. A lo largo de ese tiempo, el propio espacio se ha expandido, la materia ha sufrido una atracción gravitatoria y el resultado es el Universo que vemos hoy. Pero por muy vasto que sea, hay un límite a lo que podemos ver. Más allá de cierta distancia, las galaxias desaparecen, las estrellas parpadean y no se pueden ver señales del Universo lejano. ¿Qué hay más allá? Esa es la pregunta de esta semana de Dan Newman:
Cerca, las estrellas y galaxias que vemos se parecen mucho a las nuestras. Pero a medida que miramos más lejos,… [+] vemos el Universo como era en el pasado lejano: menos estructurado, más caliente, más joven y menos evolucionado.
En nuestro propio patio trasero, el Universo está lleno de estrellas. Pero si nos alejamos más de 100.000 años luz, dejamos atrás la Vía Láctea. Más allá, hay un mar de galaxias: quizás dos billones en total contenidas en nuestro Universo observable. Hay una gran diversidad de tipos, formas, tamaños y masas. Pero cuando se mira hacia las más lejanas, se empieza a encontrar algo inusual: cuanto más lejos está una galaxia, más probable es que sea más pequeña, de menor masa y que sus estrellas tengan un color intrínsecamente más azul que las cercanas.
Exoplaneta
Skip to main contentUnlimited Knowledge Awaits.SubscribeUnlimited Knowledge Awaits.SubscribeGALAXY CLUSTER es representativo de cómo era el universo cuando tenía el 60 por ciento de su edad actual. El telescopio espacial Hubble capturó la imagen enfocando el cúmulo mientras completaba 10 órbitas. Esta imagen es una de las exposiciones más largas y claras jamás producidas. Varias parejas de galaxias parecen estar atrapadas en el campo gravitatorio de la otra. Este tipo de interacciones son poco frecuentes en los cúmulos cercanos y son una prueba de que el universo está evolucionando. Anuncio
Nota del editor (10/8/19): El cosmólogo James Peebles ganó el Premio Nobel de Física 2019 por sus contribuciones a las teorías sobre cómo comenzó y evolucionó nuestro universo. Describe estas ideas en este artículo, que coescribió para Scientific American en 1994.
En un instante determinado, hace aproximadamente 15.000 millones de años, toda la materia y la energía que podemos observar, concentradas en una región más pequeña que una moneda de diez centavos, comenzaron a expandirse y a enfriarse a un ritmo increíblemente rápido. Cuando la temperatura descendió a 100 millones de veces la del núcleo del sol, las fuerzas de la naturaleza asumieron sus propiedades actuales y las partículas elementales conocidas como quarks vagaban libremente en un mar de energía. Cuando el universo se había expandido 1.000 veces más, toda la materia que podemos medir llenaba una región del tamaño del sistema solar.