La Expansión del Universo

La Expansión del Universo
Que se designa el hecho de que el Universo se expande a una velocidad cada vez mayor.
A fines de los años 1990, unas observaciones de supernovas tipo A arrojaron el
resultado inesperado de que la expansión del Universo parece ir acelerándose. Estas
observaciones parecen más firmes a la luz de nuevos datos.
De ser correcta esta teoría, el resultado último de esta tendencia sería la imposibilidad
de seguir viendo cualquier otra galaxia. Esta nueva teoría del fin del Universo ha
recibido el nombre de Gran Desgarramiento o, en inglés, Big Rip.
Puesto que la energía causante de la aceleración del espacio-tiempo no ha podido ser
observada en forma directa, se ha dado en llamarla energía oscura. Dos candidatos
teóricos que podrían hacer las veces de esta energía son una constante cosmológica no
igual a cero (que pudo haber causado la inflación cósmica) y una energía repulsiva más
general llamada quintaesencia. Aceleración de la expansión del Universo y Universo en
expansión son términos con los
La observación de un Universo en
aceleración parece plantear grandes
problemas para la Inteligencia eterna
de Dyson. Esta teoría depende de un
Universo en desaceleración, lo que
durante muchos años fue el modelo
dominante en la cosmología, ya que, a falta de observaciones que probaran la existencia
de la energía oscura, se creía que la atracción gravitatoria de la materia del Universo
sobre la misma materia actuaría para frenar la expansión.
La observación de que, retrocediendo en el tiempo 5×109 años, el Universo ha entrado
desde un período de desaceleración de su expansión a uno de aceleración, surge como
una predicción al aplicar el mecanismo de división y elongación de fotones en cascada.
Este mecanismo de expansión exponencial es asimilable a la constante cosmológica de
Einstein, porque propone que la energía primordial se puede describir como una
radiación que precede a la formación de materia, contrarrestando la atracción
gravitatoria de la misma por elongación de longitud de onda, que persiste en el "fósil"
observable como radiación cósmica de fondo. Esta caracterización conceptual,
atribuyendo a la energía radiante una función de onda, permite su descripción como
paquetes de energía (quanta o fotones) de ultra-rápida frecuencia (v) y ultra-pequeña
longitud de onda (λ), correspondientes con el límite de energía de Planck.
En cada período, la energía per quanta se redujo a la mitad con respecto al período
anterior, como si fuera una cascada de división de fotones reiterada 66 veces, o sea de
1×266 divisiones de los fotones iníciales pero cuyo incremento inicial del radio del
Universo se expresa en base 4 y exponencial 66, (1×2×2)66, ya que en cada división o
partición de los fotones simultáneamente, no sólo se dobla su número, sino también la
amplitud de su longitud de onda. Ambos procesos no están limitados por la velocidad de
la propagación de la luz en el espacio, porque implican transiciones en la amplitud
del espacio-tiempo mismo. La contribución al crecimiento cósmico por despliegue de la
luz en el mismo es despreciable durante la inflación. Sin embargo, ésta se vuelve muy
importante durante la expansión mientras la elongación de la longitud de onda de CMB
se asocia en función temporal no ya a dichas mínimas fracciones de segundos, sino a
muchos años luz.
Escalando desde el Universo de 90 años luz de radio (r) al final de la inflación hasta
12,08×109 años luz (que es menor que el radio al presente) se obtiene una exponencial
27 para representar la secuencia de divisiones de fotones en base dos: 90×227 =
12,08×109 años luz. Este procedimiento para calcular la cascada de división de fotones
durante la expansión cósmica podría no ser el adecuado.
Otra aproximación es verificar este valor
iterativo de exponencial 27 obtenido para las
secuencias de divisiones en la era de expansión
usando el valor energético al presente de CMB
—2,71 K o 2,3×10–10 MeV— multiplicado por
227 para obtener el valor energético de CMB al
final de la inflación: 3,087×10–2 MeV. El
ajustado de este número por simulación
posiblemente requiere diferenciar la contribución de la adicionales como los
relacionados a la formación de materia. Como el fotón carece de masa, el origen de ésta,
vinculada a una radiación primogénita requiere postular un mecanismo para su
generación. Este podría ser que en función de un momento angular, éste manifiesta
equivalencia de masa. Transferencia de momento angular ocurriría durante la
desaceleración de un cosmos inicialmente rotacional, o porque los trenes de fotones
(polarizados transversalmente) viajarían en una dirección del espacio-tiempo que le
conferiría momento angular.
El primer indicio de que el universo podía estar expandiéndose vino de un
descubrimiento fortuito realizado en 1914. Mientras realizaba otras observaciones, al
astrónomo Vesto Slipher notó que ciertas nebulosas espirales se alejaban de nuestro
planeta y del sol a enorme velocidad. Captando la importancia de dicha observación,
Edwin Hubble y Milton Humason enfocaron el telescopio gigante del Monte Wilson
hacia otras nebulosas, ahora denominadas galaxias, Entre 1925 y 1930 Hubble y
Humason midieron las velocidades y distancias recesionales de un número de galaxias
suficiente para demostrar que se alejan de nosotros a velocidades proporcionales a su
distancia de nuestra galaxia.
Si todas las galaxias se alejan de nosotros, y unas respecto de otras, es que el universo
en su totalidad debe estar expandiéndose. Podemos visualizar dicho efecto de manera
algo imperfecta observando lo que sucede al hinchar un globo en cuya superficie hemos
dibujado una serie de manchas. (Con mayor precisión, los astrofísicos hablan de que
nuestro universo se expande en un “espacio-tiempo” de cuatro dimensiones.)
Si imaginamos que retrocedemos en el
tiempo descubriremos que las galaxias se
hallaban más próximas entre sí que ahora.
Cuanto más atrás en el tiempo, más cerca
estarán unas de otras, de manera que es
posible imaginar un instante en cual todas
las galaxias se encontraban comprimidas
en un volumen muy pequeño. Las
ecuaciones de la teoría de la relatividad se
han verificado experimentalmente con suficiente precisión para describir el
comportamiento del universo y establecen que la compresión podría hacerse tan grande
que el universo se convertiría en un punto sin dimensiones y en consecuencia de
densidad infinita. La materia y la energía tal como las conocemos no existirían, y las
nociones de espacio y tiempo no tendrían sentido.
La idea de un universo confinado en un punto supera casi la imaginación humana; los
científicos lo denominan singularidad, un acontecimiento absolutamente único.
Correspondería al principio del universo, o al menos a un momento antes del cual no es
posible obtener información que tenga sentido. De manera que la evidencia científica de
un universo en expansión apunta a un universo con un principio.
Hecho por: JuanManuel González-Aurioles Fdez.