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¿ES NUESTRO UNIVERSO PLANO?

¿Cómo entender un universo plano?

Bueno, en realidad es un decir para entender que obedece más a la geometría de Euclides, o sea, aquella que se describe sobre una superficie plana o en dos dimensiones.

La verdad no es que el Universo en sí sea plano, sino que se refiere al tejido espacio-tiempo sobre el que descansa toda la materia del universo. Según Einstein, la masa (o energía) de un cuerpo deforma el espacio a su alrededor.

Universo Cuadri-dimensional

Nuestro Universo posee 4 dimensiones:  las tres dimensiones de espacio (largo, ancho, alto) y la dimensión tiempo. Por tanto, por ser cuadri-dimensional nuestro Universo, no es fácil comprenderlo en nuestro cotidiano vivir.

Como los cuerpos masivos del Universo deforman el tejido espacio-tiempo, éste se curva alrededor de ese cuerpo. Es decir, el espacio-tiempo se curva a pequeña escala precisamente en donde se encuentra el cuerpo masivo que lo deforme. (consulte: https://www.meer.com/es/64156-como-se-produce-la-gravedad)

Curvatura del espacio-tiempo

Por tanto, estas pequeñas deformaciones locales no se relacionan con la forma total del Universo y no dice nada tampoco sobre la curvatura global de éste. Más bien se debe entender como qué tanto se encuentra curvado el espacio-tiempo en el Universo, y cómo se comporta la materia contenida en estas curvaturas particulares. 

De acuerdo con lo anterior, importa determinar tres posibilidades:

  1. La cantidad de materia sea suficiente para detener la expansión, pero no suficiente para que se contraiga por fuerzas gravitacionales. Con el tiempo el Universo se va frenando hasta que éste se pararía. Estaríamos hablando de un Universo “plano”, no tiene curvatura el espacio-tiempo, sería un Universo de Einstein-De Sitter (Ω = 1)
  2. Si la cantidad de masa existente es muy grande capaz de frenar la expansión del Universo, éste comenzará su proceso de concentración de la materia e inevitablemente colapsará (Big-Crunch). Tendríamos, entonces, un Universo cerrado o de geometría espacio-tiempo esférica (Ω > 1).
  3. Si, por el contrario, la masa existente no sea suficiente para detener su expansión, éste sería un Universo abierto y su geometría espacio-tiempo sería hiperbólica (Ω < 1).

Estas geometrías se explican en el anterior artículo sobre «Formas del Universo» (https://aquiestamosonline.com/formas-del-universo/)

Relación entre curvatura y forma del Universo

Para correlacionar la geometría de la curvatura espacio-tiempo con la forma aproximada del Universo, se podría hacer a través de un gráfico en dos dimensiones así:

Este gráfico muestra una forma más sencilla de entender nuestro Universo. En el eje horizontal se coloca el tiempo transcurrido en miles de millones de años respecto a hoy.

En el eje vertical, se mide la separación media entre galaxias.

Del eje horizontal podemos deducir que el Universo observable tiene un radio de aproximadamente 15.000 millones de años-luz. Es decir, un diámetro casi de 30.000 millones de años-luz de expansión.

 Se cree, como ya hemos dicho, el Universo es plano, carece de curvatura el espacio-tiempo, pues el parámetro omega, Ω,  es cercano a 1. Por eso el gráfico muestra que el Universo se expande en línea recta a través del tiempo.

Como aún las mediciones modernas de la densidad crítica presentan un pequeño margen de error, no se puede aseverar de manera contundente que el Universo sea plano.

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