¿Será como una dona?: Cuál es la forma del Universo

CIUDAD DE MÉXICO.-El Unvierso observable tiene un diámetro de 93 mil millones de años luz y desde su nacimiento está expandiéndose de forma acelerada. El Cosmos es increíblemente grande.

Todos sabemos que la Tierra y otros planetas tienen forma de esfera, y que nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene forma de espiral, pero: ¿Qué forma tiene el Universo?

El Principio Cosmológico es una hipótesis que nos dice que, de acuerdo a todas las mediciones que se han realizado del Universo, y de las predicciones matemáticas que se desprenden de las leyes físicas, el Universo es: Isótropo y homogéneo.

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¿Qué es Isótropo y homogéneo?

Isótropo significa que sin importar en qué dirección se esté observando, veremos las mismas propiedades en el Universo.

Por su parte, la homogeneidad afirma que cualquier punto del Universo luce igual y tiene las mismas propiedades que cualquier otro punto dado.

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Es por ello que el Universo no puede tener forma de cubo, triángulo, estrella o rectángulo.

¿Qué formas puede tener el Universo?

De acuerdo al Principio Cosmológico solo quedan cuatro opciones reales de la forma que podría tener el Universo:

• Plana
• Esférica
• Pringle
• Dona

La hipótesis euclídea

Esta hipótesis defiende que el Universo es plano, es decir, que el espacio que contiene las mas de dos millones de millones de galaxias sería, en realidad, una superficie plana.

Esto implica que no podría tener bordes: El Universo sería infinito.

La hipótesis esférica

Esta nos dice que la forma del Universo sería una esfera cerrada. Todas las galaxias estarían dentro de un espacio con forma esférica.

Una esfera que al estar cerrada implicaría que el Universo no es infinito, sino finito.

La hipótesis hiperbólica

Aquí nos dice que la forma del Universo sería la de una hipérbole, una curva abierta, algo así como una patata pringle.

El Universo no estaría cerrado y por ello sería infinito.

La hipótesis toroidal

Es una de las hipótesis más sorprendentes porque sugiere que el Universo tiene forma de dona.

Esto permitiría la existencia de un Universo plano pero finito, no infinito.

Descartando teorías

Una de las primeras que es descartada por la comunidad científica es la de la forma del Universo con forma de dona.

Y es que esta teoría falla en un aspecto clave: Si el Universo fuera una dona nos moveríamos en un espacio plano, pero a donde nos moviéramos regresaríamos al mismo sitio, es decir, viviéramos en un Cosmos finito, que gracias a la curvatura parecería infinito. Esto encaja con muchas de las cosas que vemos en el Universo, pero falla, y es que en las dos curvaturas, en la longitudinal y la transversal son demasiado distintas entre ellas.

La curvatura longitudinal es muchísimo más grande que la transversal, y diferente significa falta de homogeneidad y esto rompe con el Principio Cosmológico.

Dato extra para entender lo que viene

Fondo Cósmico de Microondas es el eco en forma de ondas electromagnéticas del espectro de microondas que nos ha llegado del momento en el que el Universo estaba lo suficientemente frío como para permitir la existencia de luz visible, cosa que sucedio 380 mil años después del Big Bang. Sería como un fósil del Big Bang.

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Sin embargo, esta luz visible después de un viaje de miles de millones de años ha ido perdiendo energía hasta convertirse en microondas y esto es lo que podemos observar.

Es el eco más lejano y antiguo del Universo que se puede ver. Entonces, este remanente más viejo del Cosmos nos puede decir cuál es su forma.

¿Qué tiene que ver el Fondo Cósmico de Microondas con la forma del Universo?

Si hay algo que en el Universo haya notado su curvatura o los efectos de la curvatura, es precisamente esta radiación cósmica.

Entonces, si el Universo es plano su curvatura es de cero, pero si es esférico o hiperbólico tendrá curvatura -tendría que curvarse para ser una esfera o un pringle-.

Se puede ir, incluso, más alla. Si su curvatura es positiva -mayor a cero- será una esfera y si es negativa -menor que cero- será una hipérbole, y si es igual a cero, será plano.

¿Cómo se puede calcular la cuvatura del Universo?

Esto se puede ver precisamente al estudiar el Fondo Cósmico de Microondas. Este Fondo tiene manchas, entonces lo que se hace es con cálculos matemáticos analizar el tamaño de dichas manchas y compararlas con el tamaño que nosotros vemos. Comparamos lo que tendría que ser con lo que nos ha llegado como eco del Big Bang.

Es de esta manera que comienza la magia. Si el Universo tuviera una forma esférica, la curvatura positiva se habría traducido es una distorción del Fondo Cósmico de Microondas que haría que las manchas observadas fueran más grandes de lo que indica las predicciones matemáticas; si, por el contrario, el Universo tuviera una forma plana, la no curvatura habría hecho que tampoco hubiera distorción, por lo que las manchas observadas tendrían el mismo tamaño que lo que indican las predicciones; y si, por último, el Universo tuviera forma de pringle, la curvatura negativa se habría traducido en una distorición que, en este caso, haría que las manchas observadas fueran más pequeñas de lo que indican las predicciones matemáticas.

En resumen

• Manchas más grandes de lo esperado, Universo esférico
• Manchas iguales que las esperadas, Universo plano
• Manchas más pequeñas de lo esperado, un Universo hiperbólico

¿Qué es lo que observamos?

Lo que los científicos observan es que no hay distorción. Las manchas observadas en el Fondo Cósmico de Microondas tienen el mismo tamaño que los modelos matemáticos estiman, po lo que se llega a la conclusión de que el Universo es: Plano.

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Sin embargo, el Universo es tan increíblemente grande que, a lo mejor, lo que nosotros vemos es una parte muy pequeña que parece plana dentro de un todo un esférico, hiperbólico o incluso con forma de dona.

Es muy parecido a lo que sucede con la Tierra, desde nuestra perspectiva parece plana, pero vista desde el espacio se ve que es esférica. Con el Universo nos podría estar pasando lo mismo.