La estructura a gran escala del Universo

 La estructura a gran escala del Universo
Héctor Zenil
La expansión del Universo, la radiación cósmica de fondo y la
nucleosíntesis primera son tres fenómenos en los que suele basarse un
modelo sólido que fundamente la teoría del Big Bang o Gran Explosión.
Esta teoría ha sido aceptada como marco general de entendimiento de
la evolución y estructura del Universo a gran escala.
La radiación cósmica de fondo contiene las claves y los rastros de lo que
pudo haber ocurrido en las primeras etapas de la evolución del
Universo; éstas nos ayudan a entender la estructura a gran escala del
Universo. La distribución de la radiación de fondo generada por el
Universo primitivo proporciona información sobre la distribución actual
de la materia y las galaxias en el Universo y, por tanto, de su estructura
a gran escala.
Ahora sabemos que las galaxias forman estructuras muy grandes que
pueden contener enormes espacios vacíos y que se puede realizar un
estudio cuantitativo de su distribución en el Universo. Este estudio ha
dado lugar a la concepción moderna y global del Universo como
isotrópico y homogéneo, y a la Cosmología como ciencia moderna. Un
universo homogéneo e isotrópico significa que la masa y la radiación
están distribuidas con la misma densidad promedio en todas partes
(homogéneo) y hacia todas direcciones (isotrópico), es decir, para
cualquier observador parece el mismo en cualquier dirección y no
existen observadores privilegiados.
A gran escala se ha podido determinar que la distribución de masa y
temperatura efectivamente exhiben estas propiedades, sin embargo
también se sabe que a escalas menores la materia presenta
concentraciones y agrupaciones bien definidas como las estrellas y las
galaxias, que evidentemente son desviaciones de la homogeneidad a
escalas locales; sería absurdo afirmar que el Universo es, en todas las
escalas, homogéneo e isotrópico, ya que si así fuera no habría galaxias,
ni estrellas, ni planetas ni humanos, sino una masa amorfa de materia
distribuida en todo el Universo.
El hecho de que a gran escala el Universo tenga estas propiedades de
homogeneidad e isotropía forma parte de lo que se conoce como el
Principio Cosmológico que parte, además, de que las leyes de la física
son iguales en cualquier sitio del Universo.
Aunque a nivel global al Universo se le puede considerar homogéneo, a
nivel local, los catálogos de galaxias y de cúmulos de galaxias y más
tarde los catálogos de Geller y Hucra en tres dimensiones, han revelado
la existencia de estructuras a escalas de hasta de 300 millones de años
luz. La presencia de estas estructuras que hoy vemos en el Universo,
muestran que debieron existir pequeñas fluctuaciones en la distribución
inicial de la materia a partir de las cuales (por fuerza de gravedad) se
formaron estrellas, galaxias y otras estructuras mayores.
En la materia inicial en expansión, las pequeñas fluctuaciones que
provocaron regiones de mayor densidad debieron tender a colapsar
gravitacionalmente. Durante periodos largos y por efectos de la
gravedad, estas pequeñas fluctuaciones formaron galaxias y cúmulos de
galaxias.
Figura 1. Imagen del cielo profundo, tomada por el telescopio espacial
Hubble.
Otros sitios de interés:
Proyecto COBE:
http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/cobe/
Proyecto WMAP:
http://map.gsfc.nasa.gov/">http://map.gsfc.nasa.gov/">http://map.gsf
c.nasa.gov/
Proyecto PLANCK:
http://astro.estec.esa.nl/SA-general/Projects/Planck/planck.html