Este articulo (C) 1993 BEPE Colaborando en la difusión de la Astronomía

Este artículo es propiedad intelectual de Benjamín Pérez Villena, el motivo de que se encuentre publicado aqui es por ser un articulo científico de interés para el autor de esta web. Esta web es un mirror de los archivos originales por si alguna vez el servidor de Benajmin Fallara, cosa que pasa casi siempre con el paso de los años, que es el tiempo que esperamos esté El Baúl On Line. No obstante la web propiedad del autor estará siempre disponible en la siguiente direccion:
http://www.astrored.net/origen_del_universo


 

The english version of this site, click here


Foto: Galaxia de Andrómeda
 

"No puedo creer que Dios nos haya dotado de sentidos, intelecto, y palabras, y haya querido, despreciándo la posible utilización de éstos, darnos por otros medios las informaciones que por ellos podemos adquirir"
                                                                                                  Galileo Galilei (1564-1642)
 
 

Indice

Breve introducción

Un pequeño punto en el tiempo y en el espacio

La teoría del Big-Bang

Teoría del universo pulsante

Teoría del estado estacionario

Geometría del universo

Consideraciones finales

Bibliografía consultada

 Contrucción y armado de telescopios reflectores (pronto)
 

BREVE INTRODUCCION

Es difícil que un ser humano no se haya preguntado nunca acerca del origen de la vida y del universo que la alberga, puesto que son interrogantes inherentes a nuestra propia naturaleza racional. Más allá de toda concepción filosófica o dogmática que trate de darle una respuesta a la trama humana, es evidente que aún nuestro espíritu esta inquieto. Desde el surgimiento de las primeras civilizaciones, el hombre se preguntó el por qué de la luz y de la obscuridad, por qué del trueno y del relámpago, por qué de la vida y la muerte y su instintivo modo de abordar  la realidad le hizo pensar en moradas recónditas donde seres eminentemente superiores, manejaban sus destinos y los del mundo. Una enmarañada gama de religiones y leyendas pasaron a ser parte del patrimonio cultural de todos los pueblos de la tierra, como muestra inequívoca de esa enorme curiosidad intelectual que nos ha embargado desde el principio de la historia. El desarrollo del pensamiento científico ha desplazado la frontera del conocimiento hacia ambitos antaño especulativos, dejándonos un amplio marco de conceptos e ideas y entregandonos valiosas herramientas para juzgar y desarrollar nuestras propias opiniones a la hora de mirar el enorme espacio rebozante de vida que nos rodea.
Este trabajo, es una breve revisión de las teorías cosmológicas que tratan de explicar como surgío el universo y (por ende la vida) y cual sería su forma geométrica, a la luz de los conocimientos científicos actuales. Hemos recorrido mucho, pero es mucho más lo que queda por caminar, y como suele ocurrir, el desafío está siempre planteado para ésta y las próximas generaciones.

Benjamín Pérez Villena, abril de 1993

E-Mail: www.bepe25@yahoo.com

(Adaptación para internet, mayo del 2000)
 
 

1. UN PEQUEÑO PUNTO EN EL TIEMPO Y EN EL ESPACIO

Si un mosquito, uno de esos que apenas vive un día, quisiese seguir paso a paso el desarrollo de un hombre, que al menos vive 70 años, tendría el serio inconveniente de perderse el 99.9% de la vida de ese hombre. El anhelo del mosquito sería entonces, una utopía, porque moriría mucho antes de resolver sus interrogantes acerca de como nace, como vive y como muere un ser humano. Si existiese un mosquito que realmente tuviese la curiosidad por estudiarnos, no lograría nada si observase a un sólo hombre. Pero si se fijara en un grupo de ellos, se daría cuenta que, afortunadamente para sus pretensiones, cada uno vive en un estado evolutivo diferente. De esta manera, observaría a un niño, un joven buen mozo, a un adulto y a un longevo anciano concluyendo que cada uno representa una etapa evolutiva difernte del hombre y que estas se suceden en forma continuada desde su nacimiento hasta su muerte.
Si comparamos la existencia humana con la edad del universo, nuestra situación no sería distinta a la del mosquito. Los científicos han estimado que tiene unos 15.000 millones de años, cifra que ridiculiza nuestros tres millones de años como especie inteligente. En consecuencia, no podemos sentarnos a esperar que la evolución cósmica desfile ante nuestros ojos para entender así su funcionamiento. Sin embargo, para nosotros, es de gran fortuna el hecho de que cada componente estelar (estrellas, galaxias, etc.), se encuentre en una etapa evolutiva diferente, lo cual nos ha permitido determinar con gran exactitud, como nacen, evolucionan y se extinguen.
Para tener una idea más o meno clara acerca de la enorme extensión temporal del cosmos, juguemos con la imaginación y atengámonos a las sugerencias de Carl Sagan para graficar lo que ha sido de éste desde sus orígenes.
El famoso científico estadounidense ideó un calendario cósmico en el que la totalidad de los 15.000 millones de años atribuidos al universo transcurren en un año terrestre. Según esta analogía, un segundo representa 500 años de nuestra historia y podemos fechar los acontecimientos más significativos de la manera siguiente.
 

CALENDARIO DE C. SAGAN

1 de Enero  00:00 Horas Se produce el Big Bang, la explosión inicial  del huevo cósmico que dió origen al universo.

1 de Enero  00:10 Horas Se produce la formación de los primeros átomos y la energía irradiada va llenando poco a poco el naciente espacio-tiempo.

1 de Septiembre  00:00 Horas Se produce la formación del Sistema Solar a partir de una nube de gas y polvo.

25 de Septiembre  00:00 Horas En la Tierra, hacen su aparición los primeros seres vivientes (microscópicos)

15 de Diciembre  00:00 Horas Se rompe el monopolio de las algas verde-azules con la llamada explosión del cámbrico, donde los seres vivos se diversificaron de forma violenta adaptándose a los ambientes más disímiles.

24 de Diciembre  00:00 Horas Aparecen los dinosaurios, dominadores absolutos del planeta durante 160 millone de años, hasta su extinción el 29 de diciembre.

31 de Diciembre  23:00 Horas Aparece el Homo sapiens.

31 de Diciembre  23:59:00 Horas El hombre comienza a vivir en la edad de piedra
.
31 de Diciembre  23:59:52 Surge el imperio babilónico.

31 de Diciembre  23:59:56 Estamos en los tiempos de Jesús y del emperador romano Augusto.

31 de Diciembre  23:59:59 Cristobal Colón descubre América.

31 de Diciembre  24:00 Tiempo presente.

De acuerdo a este calendario, toda la historia humana transcurre en el último minuto, de la última hora, del 31 de diciembre. Esto nos da una gráfica idea de lo efímera que ha sido nuestra existencia comparada con la evolución del universo.
Pero nuestra insignificancia va más allá: el lugar físico que ocupamos en el espacio no representa más que un átomo flotándo en un océano inconmensurable.
Las distancia que nos separan de los planetas y las estrellas son tan grandes que es imposible usar las unidades de longitud terrestres como el kilómetro o la milla para medirlas en su totalidad sin enredarnos con cifras exageradamente grandes y nada de prácticas. Se utilizan en cambio unidades más grandes que nos permiten conceptualizar de manera óptima estas inmensidades. Una de ellas es el año luz, que equivale aproximadamente a 9 billones de kilómetros de longitud. Corresponde al tiempo que demora la luz para recorrer dicha distancia y es útil para  localizar objetos lejanos como galaxias, cúmulos estelares y cuasares. Otra unidad de medida es la unidad astronómica (U.A.) que corresponde a la distancia que separa la tierra del sol y equivale aproximadamente a 150 millones de kilómetros. Es utilizado frecuentemente para las mediciones dentro de nuestro sistema solar.
Paralelamente a lo que hicimos con la edad del universo, empleándo el calendário de Sagan, construyamos un modelo a escala del sistema solar para comprender más facilmente el significado de la vastedad del espacio exterior.

Imaginemos, por ejemplo, que un millón de kilómetros equivale a un metro de nuestra escala. En estas condiciones, el sol sería una esfera de de 2 metros de diámetro y la ubicaríamos en el centro de nuestro modelo. Mercurio, el planeta más cercano a él, se ubicaría a 57 metros de distancia con un diámetro de medio centímetro. Venus sería una esfera de 1,2 centímetros  y orbitaría a 108 metros del sol. Nuestro planeta se movería a 150 metros de distáncia también con un diámetro de 1,2 centímetros. Marte, el más lejano de los planetas interiores, orbitaría a 228 metros del sol y mediría algo más de 0,6 centímetros. El más grande de todos los planetas, Júpiter, deberemos ubicarlo a 778 metros de nuestro sol y sería una bola de 14,2 centímetros de diámetro. Saturno estaría a 1,4 kilómetros de distáncia y mediría 12 centímetros. Urano y Neptuno medirían 4,7 y 4,4 centímetros de largo respectivamente y orbitarían en el mismo orden a 1,5 y 2,8 kilómetros del sol. Por último Plutón mediría 0,58 centímetros y se ubicaría a 5,9 kilómetros de nuestra esfera mayor. Ahora bien, si seguimos midiéndo las distáncias interestelares, la estrella más cercana al sol deberemos ubicarla a 45 mil kilómetros y nuestro modelo a escala ya no cabría sobre la tierra (que tiene un diámetro de 12 mil kilómetros).

Volver al índice
 

2. LA TEORIA DEL BIG BANG

El hombre, desde el principio de los tiempos, ha tratado de resolver el misterio de la creación del universo. Innumerables han sido los mitos y las leyendas que, en las diversas culturas, han surgido como fiel testimonio de esta búsqueda incansable. Actualmente, el desarrollo acelerado de la ciencia y la tecnología, nos ha dado una visión más esclarecedora de la evolución cósmica, permitiéndonos incluso, conjeturar no sólo sobre su historia, sino también sobre el posible futuro que pueda acaecernos.

La teoría del Big Bang, que en habla anglosajona quiere decir gran explosión, es una de la teorías científicas más populares y actualmente goza de un alto grado de aceptación. Ella se basa fundamentalmente en acontecimientos físicos como la expansión del universo, las cantidades relativas de hidrógeno y helio, y la existencia de la radiación térmica cosmológica (radiación de fondo).
La historia del Big Bang se inicia a mediados del siglo XIX, cuando el científico holandés Cristian Doppler, descubre el fenómeno físico que le hizo famoso: el efecto Doppler(ver figura).

Este se presenta cuando una fuente de ondas o energía se desplaza en forma radial (esto es, alejándose o acercándose) a un expectador o receptor. Así, éste recibe mayor o menor cantidad de ondas por unidad de tiempo según el sentido de desplazamiento de la fuente emisora. Si hacemos una analogía, se vislumbrará más facilmente lo que ocurre: supongamos que un observador se encuentra parado a un costado de la vía férrea esperándo ver pasar el tren. Y supongamos también que éste se acerca al obsrvador sonando su bocina en forma ininterrumpida. A medida que se hacerca, el expectador captará que el sonido se hace cada vez más agudo, hasta el momento en que el tren pasa junto a él. Desde ese instante, el sonido irá bajando paulatinamente de tono, tornándose más grave, hasta hacerse inaudible por la distancia. Esto se explica porque las ondas de sonido viajan en la misma dirección del tren cuando éste se aproxima, debido a lo cual, se comprimen y el receptor recibe más de ellas por unidad de tiempo. Al alejarse el tren, las ondas viajan en sentido contrario a la fuente emisora lo cual produce su dilatación, recibiéndo el expectador menos ondas por unidad de tiempo. Ello produce la gravedad del sonido. Como este fenómeno afecta a todo tipo de ondas, inclusive a las electromagnéticas, era de esperarse que lo mismo ocurriese con la luz visible, que es, en escencia, un tipo de onda.

Posteriormente, a comienzos del siglo XX, el efecto Doppler fué utilizado por Vesto Slipher, astrónomo del observatorio Lowell en Estados Unidos, para analizar el expectro luminoso de galaxias lejanas. Como ocurre con el sonido, una fuente luminosa emitirá más ondas de de luz por unidad de tiempo si se hacerca a nosotros a una velocidad considerable. Ocurrirá lo contrario si se aleja. Las ondas más largas del espectro luminoso corresponden a la luz de color rojo, mientras que las más cortas, al violeta. Como Slipher descubrió que las ondas de luz provenientes de la mayoría las galaxias observadas por él se alargaban (se corrían hacia el rojo del espectro), infirío que todas ellas se alejaban de nosotros, exceptuando aquellas pertenecientes al grupo local. Parecían huir del sistema solar como si se tratase de una enorme fuga. Esto, en un principio, desconcertó a los científicos. ¿Por qué las galaxias se alejaban unas de otras?. Se llegó a la conclusión que el universo en que vivimos se está expandiendo. Esta apreciación fué respaldada en 1929 cuando el astrónomo estadounidense Edwin Hubble trabajando en el observatorio de Monte Wilson estableció su "ley de recesión de las galaxias", según la cual, la velocidad con que las galaxias se alejan es directamente proporcional a la distancia en que se encuentran. Como en toda proporción, existe una constante, a esta se le llamó "constante de Hubble"(H), cuyo valor actual es
H = v/d = 160 kilómetros/segundo P.M.C.
Esto significa que las galaxias se alejan de nosotros acelerando 160 kilómetros por segundo en cada millón de años luz que recorren.

Albert Einstein enunció entre 1915 y 1917 un marco teórico más o menos acabado acerca del universo. Su teoría general de la relatividad sentó las bases para el desarrollo de ecuaciones matemáticas que, en cierta forma, afirmaban el equilibrio general del universo y la recesión de las galaxias. El astrónomo holandés De Sitter trabajó sobre ellas y planteó el primer modelo del universo en expansión. En este mismo sentido lo hicieron también Alexander Friedmann y George Henri Lemaître, quienes aplicaron las conclusiones de Einstein en favor del universo expansivo. Sin embargo, el modelo de Lemaître postulaba que el universo se expandía no sólo por las evidencias matemáticas encontradas por Einstein, sino también debido a un fenómeno físico: una gran explosión. El científico ruso-americano George Gamow bautizó el modelo de Lemaître como "teoría del Big Bang" y desde 1948 se convirtió en uno de sus más osados defensores.

La teoría del Big Bang supone que toda la materia del universo estuvo, en un comienzo, concentrada en un mismo lugar del espacio. Esta masa de volumen pequeño (comparado con la extensión del universo) fué bautizada como "huevo cósmico" por Gamow o "átomo primitivo" por Lemaître. Si toda la materia existente en el universo estuvo concentrada en una sola estructura, su densidad debío ser inimaginablemente grande. De igual forma, se estima que su temperatura alcanzó unos 100 mil millones de grados celsius. En tales condiciones, nisiquiera existirían los átomos como los ha definido la química. Al explotar, la energía fue transformándose paulatinamente en materia, a medida que se alejaba es todas direcciones. En un instante nacían tiempo y espacio.

Al transcurrir los primeros tres minutos, recién comienzan a aparecer los núcleos de los átomos más sencillos, hidrógeno y helio. Los cálculos matemáticos predijeron que su formación desde un principio, se hizo en razón de cuatro átomos de hidrógeno por uno de helio. Las mediciones actuales confirman un porcentaje de 75% para el hidrógeno y 25% para el helio. Los átomos más pesados, como el hierro, el carbono, el cobre y el resto de los elementos de la tabla periódica, fueron creados, según se cree, en el interior de las estrellas de gran masa, quienes los esparcieron por el cosmos al explotar como supernovas
.
Debieron pasar cientos de miles de años desde la gran explosión para que el choque entre las partículas elementales disminuyera, lo que permitío que los núcleos atómicos capturaran sus electrones. Al mismo tiempo, la temperatura fue descendiendo gradualmente y la velocidad de expansión de la materia fué cada vez menor. Los fragmentos del huevo cosmico diseminados en todas direcciones, se fueron condensando y formaron lo que hoy son galaxias, estrellas, planetas y todos los cuerpos celestes conocidos.

Haciendo una pequeña analogía, podemos decir que que la evolución del universo equivaldría, en cierta forma, a lo que ocurre con una nube de vapor de agua que se expande en el aire. A medida que se enfría, el agua se transforma en líquido, y si no se le suministra calor, su enfriamiento continúa hasta llegar al estado sólido. La relación entre expansión y enfriamiento es tan estrcha, que los científicos han logrado, a partir de ella, calcular con gran exáctitud la temperatura teórica a la que debería encontrarse el universo en la actualidad. Tal temperatura es de 3 K (en la escala absoluta de Kalvin) o -270 grados celcius bajo cero. Ahora bien, un cuerpo a una temperatura determinada, emite radiaciones electromagnéticas características de esa temperatura y era de esperarse que existiese algún tipo de radiación que confirmase los 3 K calculados para el universo. No fué sinó hasta la primavera boreal de 1964 cuando los astrónomos estadounidenses Arno Penzias y Robert Wilson, efectuando mediciones de ondas de radio en New Jersey, Estados Unidos, con una antena de la Bell Telephone, descubrieron una radiación de fondo que interfería con su trabajo y que no podían eliminar, ya que parecía provenir de todo el universo. Inmediatamente dieron la noticia a los físicos de la Universidad de Princeton que trabajaban en la teoría del Big Bang. Ellos confirmaron que dicha radiación era el "fósil físico" buscado por los científicos que correspondería a la radiación electromagnética que emite un cuerpo a 3 grados kalvin. Naturalmente, este descubrimiento, uno de los más importantes de la radio astronomía significó un fuerte respaldo a la teoría del Big Bang. Penzias y Wilson recibieron el premio Nobel de física por el descubrimiento de lo que posteriormente se denominó "radiación térmica cosmológica".

Volver al índice
 

3. TEORÍA DEL UNIVERSO PULSANTE

Muchos científicos se inclinan a pensar que la evolución del universo abarca una dimensión temporal que va mucho más allá de la explosión primordial y de  la actual expansión. Sostienen que el tiempo y el espacio no se crearon conjuntamente con el Big bang, sino que consideran al cosmos como una entidad eterna. Esta tésis, llamada teoría del universo pulsante, viene a responder la siguiente pregunta: ¿qué había antes del Big bang?

Las agrupaciones de galaxias y los cúmulos estelares, se mueven separándose unos de otros en franca expansión. La teoría del Big bang supone que la velocidad de recesión de dichos objetos era mayor en el pasado que hoy. La teoría del universo pulsante sostiene que en un futuro inminente, la fuerza gravitatoria resultante del universo será capaz de frenar su expansión, hasta el punto de iniciar el proceso contrario, es decir, una contracción. Todos los cuerpos celestes comenzarían a acercarse unos a otros a una velocidad cada vez mayor, hasta encontrarse en un mismo punto y constituir otra vez el huevo cósmico. (Big-crunch). Este huevo, después de cierto lapso de tiempo, volvería a estallar, dando orígen a otro universo expansivo
.
El ciclo se repetiría eternamente, perpetuándose en el tiempo. Nuestro universo sería el último de muchos surgidos en el pasado, luego de sucesivas explosiones y contracciones (pulsasiones). El momento en que el universo se desploma sobre si mismo atraído por su propia gravedad es conocido como "Big crunch" en el ambiente científico. El Big crunch marcaría el fin de nuestro universo y el nacimiento de otro nuevo, tras el subsiguiente Big bang que lo forme.
Si esta teoría llegase a tener pleno respaldo, el Big crunch ocurriría dentro de unos 150 mil millones de años. Si nos remitimos al calendario de Sagan, esto sería dentro de unos 10 años a partir del 31 de diciembre
.
Volver al indice
 

4. TEORIA DEL ESTADO ESTACIONARIO

Si bien es cierto la teoría del Big bang goza de una popularidad abrumadora, no todos los científicos comparten sus postulados. Muchos consideran que el universo es una entidad que no tiene principio ni fin. No tiene principio porque no comenzó con una gran explosión ni se colapsará, en un futuro lejano, para volver a nacer.
La teoría que se opone a la tesis de un universo evolucionario es conocida como "teoría del estado estacionario" o "de creación continua" y nace a principios del siglo XX, cuando la idea de que el universo debería presentar el mismo aspecto desde cualquier punto de observación, comenzaba a prender entre los investigadores. Parecía lógico pensar que la distribución de la materia interestelar era regular y que ninguna galaxia tendría privilegios en lo que se refiere a su posición en el espacio. El impulsor de esta idea fué el astrónomo inglés Edward Milne y segun ella, los datos recabados por la observación de un objeto ubicado a millones de años luz, deben ser idénticos a los obtenidos en la observación de la Vía láctea desde la misma distancia. Milne llamó a su tesis "principio cosmológico perfecto". En 1948 los astrónomos Herman Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle retomaron este pensamiento y le añadieron nuevos conceptos. Nace así el "principio cosmológico perfecto" como alternativa para quienes rechazaban de plano la teoría del Big bang.

Dicho principio establece, en primer lugar, que el universo no tiene un génesis ni un final, ya que la materia interestelar siempre ha existido. En segundo término, sostiene que el aspecto general del universo, no sólo es idéntico en el espacio, sino también en el tiempo. De esta forma, el cosmos se ha mantenido igual y con una densidad constante desde siempre. Evidentemente, en el futuro, tampoco cambiará.

Sin embargo, existen realidades irrefutables que tales ideas parecen contradecir. En efecto, si el universo se mantiene igual tanto en el espacio como en el tiempo, ¿como explicar la actual expansión de las galaxias, que paulatinamente terminarán por cambiar el aspecto del cosmos?. ¿Como se explica la transformación continua de hidrógeno en helio que traerá como consecuencia la formación de un universo saturado de materiales pesados y galaxias envejecidas?

Los tres astrónomos explicaron al respecto que el aspecto del cosmos no variará, porque el espacio dejado por las galaxias que se alejan será ocupado por nuevos conglomerados que irán surgiendo por la condensación de la materia creada continuamente a partir de la nada. Dicha afirmación, un tanto extravagante, parece violar la ley de la conservación de la energía. Sin embargo, para el trio de científicos, bastará que surja (a partir de la nada) un sólo átomo de hidrógeno por cada mil millones de metros cúbicos de espacio en forma constante, para que el hidrógeno del universo sea renovado y reemplace a aquél que sea consumido en las reacciones termonucleares de las estrellas. ( Algunos astrónomos sugieren que que la materia creada proviene de la transformación de energía generada por la misma expansión de las galaxias, tal como lo postuló Einstein en su famosa ecuación E=m*c2
Hasta el momento, ningún instrumento creado por el hombre ha sido capaz de detectar la creación de un sólo átomo de hidrógeno en un espacio tan grande, por lo esta tesis esta por demostrarse.

Volver al índice
 

5. GEOMETRIA DEL UNIVERSO

Los hombres de la antiguedad imaginaban que el cielo estaba contenido en una enorme bóveda esférica que giraba permanentemente sobre sus cabezas. Las estrellas formaban caprichosas figuras geométricas que en la mente de los más imaginativos, adquirían las más extrañas formas. De ahí el nombre de bóveda celeste poblada por una gran variedad de seres y objetos mitológicos que nos hablan de la fascinación del hombre por este  hermoso velo negro.

Al mirarlo, es dificil sustraerse al asombro y la curiosidad ¿Qué tan profundo es este abismo celestial impenetrable?. Los instrumentos ópticos más perfectos que hemos construido, nos han mostrado una porción de universo equivalente a una esfera de 15 mil millones de años luz de radio. Más allá, se perfila por ahora, un universo totalmente desconocido.

Tan misteriosa como la extensión del universo, es su forma. Muchos científicos han dedicado gran parte de su tiempo a investigar sobre la geometría del cosmos, entre ellos, el mismo Albert Einstein. Galardonado con el premio nobel en 1922, el joven Einstein tenía 26 años cuando revolucionó la física clásica  y el pensamiento científico con su teoría de la relatividad (1905). Esta se convirtío pronto en una nueva herramienta que permitío a los científicos indagar más a fondo en los problemas planteados en cosmología,permitiendo la elaboración de teorías muy concretas.

Es sabido que el espacio físico donde nos movemos posee una geometría euclidiana, cuyos axiomas los aprendemlos año a año en las clases de matemáticas impartidas desede temprana edad. En este espacio tridimensional, una linea recta, que es una infinita sucesión de puntos, se prolonga indefinidamente en una dirección determinada. De acuerdo con la teoría de Einstein, la presencia de un cuerpo masivo distorsiona el espacio tiempo a su alrededor. El 29 de mayo de 1919 se pudo comprobar esta tesis al producirse un eclipse de sol. La luz de las estrellas que se encontraban en la dirección del astro rey presentaban, efectivamente, las desviaciones en su trayectoria que Einstein había predicho. Por tanto, en el universo, el espacio físico se ve distorsionado`por la presencia de cuerpos de enorme masa, y un rayo de luz, que tiene una trayectoria rectilínea, se desvía. Podemos concluir entonces que, mientras el espacio a escala local es de geometría euclidiana, a gran escala adquiere una geometría influenciada por la relatividad.

Los modelos teóricos ideados por los científicos consideran dos aspectos de vital importancia: la densidad del cosmos y la fuerza de gravedad que la materia genera. Ambos se encuentran estrechamente ligados al posible desarrollo que tenga la evolución del universo en el futuro. esto se apreciará a continuación.

Los modelos básicos del universo son tres (ver figura):
1) El universo plano con geometría euclidiana.
2) El universo esférico relativista o de curvatura positiva.
3) El universo hiperbólico o de curvatura negativa.

Supongamos que la expansión actual del universo pudiera frenarse de alguna forma. Imaginemos que en un momento dado, la velocidad de escape de las galaxias fuese contrarrestada por la acción gravitatoria de las mismas. Se llegaría a un estado de equilibrio donde no habría expansión ni contracción. En este caso estaríamos frente a un universo plano euclidiano de tamaño infinito.
Ahora bien, si pensamos en un universo que posee la fuerza suficiente para iniciar una contracción (universo pulsante), el cosmos cería cerrado y enmarcado dentro de una geometría esférica. La expansión del universo sería equivalente a inflar un globo, donde todos los puntos de la superficie se separan unos de otros. La esfera representa una superficie finita e ilimitada, donde existen dos dimensiones que se curvan en una tercera. Si caminamos por esta superficie esférica en linea recta, terminaremos por llegar al punto de partida. Paralelamente, el modelo esférico del universo consta de tres dimensiones que se curvan en una cuarta devido a la distorsión del espacio tiempo según hemos visto. Un rayo de luz que viaje en linea recta, terminaría por llegar a su lugar de orígen en este universo relativista.

En cambio, si el universo no tuviese la fuerza gravitatoria suficiente para frenar su expansión, Entonces todos los cuerpos celestes, se separarían por siempre unos de otros y se enfríarían para dar orígen a un universo obscuro y de densidad casi nula. Se curvará negativamente, adquiriendo una geometría hiperbólica similar, en apariencia, a una silla de montar.

Es importante destacar que el universo, actualmente en expansión, solo será capaz de frenarse si existe una fuerza gravitatoria neta que lo haga posible. Y para que exista tal fuerza, se requiere una cantidad determinada de materia que la genere. Los cálculos actuales tendientes a encontrar la masa del universo, nos hablan de un número inferior al mínimo que se necesita para detener el avance de las galaxias, lo que implicaría que vivimos en un universo hiperbólico, con todas las características señaladas para el tercer modelo. Pero la duda persiste aún en el mundo científico. Muchos investigadores opinan que, con la tecnología actual, es imposible detectar la totalidad de la masa del universo, habiendo partículas "invisibles" para nuestros instrumentos. Esta cantidad de materia obscura cubriría la masa faltante para lograr una fuerza gravitatoria capaz de frenar al universo, incluso, iniciar su contracción.


 
 

6.CONSIDERACIONES FINALES

En 1992, el satélite de observación espacial de la nasa COBE, descubró que la radiación térmica cosmológica o radiación de fondo, no existe de manera homogénea en el cosmos, sinó que presenta una serie de irregularidades, las cuales estaban predichas por la tesis del Big bang. Esto viene a dar un fuerte respaldo a diche teoría y confirma que sólo el avance de la ciencia y la tecnología puede acercarnos con mayor certeza a la realidad de nuestro universo.
 

7. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

Asimov, Isaac. El Universo, Ed. Alianza S.A. Madrid 1973.
Kerrod, Robin. Las estrellas y planetas. Ed. Fontalba. Barcelona, 1979.
Sagan, Carl. Cosmos. Ed. Planeta S. A. Barcelona, 1986.
Beinstein, Alejandro. Astronomía elemental. Ed. Kapeluz S.A. Buenos Aires 1969.
Biblioteca Salvat Grandes temas. El Sistema Solar. Salvat Ed. Barcelona 1979
Gran enciclopedia de la ciencia. Ed. Portada Santiago de Chile, 1987.
García, Mario. La tierra y la actividad prebiológica: el marco elemental de sus orígenes. Ed. Antropos. Barcelona, 1989.

Volver al índice

Comentarios, sugerencias y correciones, serán bienvenidos a:
Benjamín Pérez Villena
bepe25@yahoo.com o bien...