El Universo se ve aproximadamente igual en todas las direcciones, pero las galaxias distantes se ven más jóvenes y menos evolucionadas que las más cercanas.Sabemos que nuestro Universo comenzó con el Big Bang, pero esto no significa que todos lo imaginemos correctamente. La mayoría de la gente lo imagina como una explosión: cuando todo comenzó con un estado cálido y denso, y luego se expandió hacia los lados y se enfrió, mientras varios fragmentos de fragmentos se alejaban unos de otros. Pero, no importa cuán atractiva sea esta imagen, es incorrecta. ¿Nuestro lector hace una pregunta relacionada?
Es interesante cómo resulta que el universo no tiene centro y que la radiación relicta está distante en cualquier dirección a la misma distancia de nosotros. Me parece que si el universo se expande, siempre puedes encontrar el lugar donde comenzó a expandirse.
Primero, pensemos en la física de la explosión y en cómo sería nuestro Universo si comenzara con la explosión.
Las primeras etapas de una explosión durante una prueba nuclear Trinity , 16 milisegundos después de la detonación. La parte superior de la explosión alcanzó los 200 m.La explosión comienza en cierto punto y se expande rápidamente en todas las direcciones. Los escombros que se mueven más rápido se mueven más rápido que el resto. Cuanto más lejos esté del centro de la explosión, menos material lo alcanzará. La densidad de energía con el tiempo en todas partes disminuye, pero más lejos del centro de la explosión, disminuye más rápido, ya que el material en las afueras de la explosión está más disperso. No importa dónde se encuentre: si la explosión no lo destruyó, siempre puede reconstruir el centro de la explosión.
La estructura a gran escala del Universo cambia con el tiempo, crecen pequeñas imperfecciones y forman las primeras estrellas y galaxias, luego se fusionan, formando grandes y modernas galaxias visibles para nosotros hoy. Mirando largas distancias, vemos un universo más joven, como nuestra región local en el pasado.Pero no estamos observando tal universo. Se ve igual a largas y cortas distancias: la misma densidad, la misma energía, el mismo número de galaxias. Los objetos remotos que se mueven de nosotros a una velocidad más rápida no tienen una edad similar a los que están más cerca de nosotros y se mueven más lentamente; Se ven más jóvenes. A largas distancias, los objetos no se vuelven más pequeños, hay más de ellos. Y si observa el patrón de movimiento en el Universo, veremos que a pesar del hecho de que podemos vislumbrar decenas de miles de millones de años luz, el centro aparece invariablemente cerca de nosotros.
El supercúmulo de Laniakei , la ubicación de la Vía Láctea en la que se muestra en rojo, representa solo una milmillonésima parte del volumen del Universo observado. Si el universo comenzó como resultado de una explosión, entonces la Vía Láctea debería haber estado cerca del centro¿Significa esto que nosotros, de los billones de galaxias del universo, accidentalmente terminamos en el centro del Big Bang? ¿Y que la explosión inicial se ajustó de esta manera, y se tomaron en cuenta densidades, energías irregulares y no homogéneas y un brillo misterioso con una temperatura de 2.7 K? Cuán insignificante sería el Universo si estuviera sintonizado de una manera tan poco realista desde el principio.
Una explosión en el espacio provocaría que las capas externas del material se muevan hacia afuera más rápido que las demás, lo que significa que se volverían menos densas, perderían energía más rápido que otras y mostrarían diferentes propiedades a medida que se alejan del centro. Además, la explosión tendría que expandirse en algún lugar y no estirar el espacio en sí. Nuestro universo no corresponde a tal descripción.En cambio, la relatividad general no predice una explosión, sino una expansión. Un universo que comenzó con un estado cálido y denso en el que su tejido se expande. Existe la idea errónea de que este proceso comenzó desde un punto, ¡no lo es! Había una región del espacio con tales propiedades, llena de materia, energía, etc., y luego el Universo comenzó su evolución bajo la influencia de las leyes de la gravedad.
Tiene propiedades similares en todas partes, incluyendo densidad, temperatura, número de galaxias, etc. Si miramos hacia afuera, encontraremos evidencia de un universo en evolución. Dado que el Big Bang ocurrió en todas partes simultáneamente, la última vez, en toda la parte del cosmos, y solo podemos observar esta parte, luego, cuando miramos desde nuestro punto de vista, vemos una parte del espacio que no es muy diferente de nuestra ubicación en el pasado.
Mirar distancias cósmicas significa mirar hacia el pasado. Vivimos 13.800 millones de años después del Big Bang, pero el Big Bang ocurrió en todos los demás lugares accesibles para observación. El tiempo de propagación de la luz a otras galaxias significa que vemos estas regiones remotas como lo fueron en el pasado.¡Las galaxias, cuya luz tardó mil millones de años en llegar a nosotros, parece que fueron hace mil millones de hielo! Hace 13.800 millones de años, la radiación predominaba en lugar de la materia en el Universo, y cuando los átomos neutros se formaron por primera vez en el Universo, esta radiación permaneció y luego se enfrió y experimentó un desplazamiento al rojo debido a la expansión del Universo. Lo que observamos como radiación relicta no es solo el resplandor residual del Big Bang, sino que esta radiación se puede ver desde cualquier parte del Universo.
Solo unos pocos cientos de microkelvin, unas pocas partes en 100,000, separan las áreas más calientes de las más frías en el patrón CMB.El universo no necesariamente tiene un centro; lo que llamamos el "parche" del espacio en el que ocurrió el Big Bang puede ser de tamaño infinito. Si hay un centro, puede estar literalmente en todas partes, y no lo sabríamos; parte del universo que estamos observando no es suficiente para descubrirlo. Necesitaríamos ver el borde, la anisotropía fundamental (donde las diferentes direcciones difieren entre sí) en temperatura y el número de galaxias, y nuestro Universo, en la escala más grande, en realidad se ve igual en todas partes y en todas las direcciones.
Imagen logarítmica del Universo observable a la vista del artista.No hay lugar desde el cual el universo comenzó a expandirse debido al Big Bang; Hay un momento a partir del cual el universo comenzó a expandirse. Este es exactamente el Big Bang, una condición que afecta a todo el Universo observable en un momento determinado. Por lo tanto, mirar largas distancias en todas las direcciones significa mirar hacia el pasado. Por lo tanto, todas las direcciones tienen aproximadamente las mismas propiedades. Y por lo tanto, nuestra historia de la evolución cósmica se remonta, hasta donde nuestras observaciones pueden mirar.
Galaxias de la Vía Láctea y su pasadoEl Universo puede tener un tamaño y forma finitos, pero si es así, esta información no está disponible para nosotros. La parte del universo disponible para nuestra observación es finita, y esa información no está contenida dentro de esta parte. Si va a representar el Universo en forma de bola, pan u otra analogía que le guste, recuerde que solo tiene acceso a una pequeña parte del Universo real. Lo que observamos es el límite inferior de lo que hay. Puede ser finito, puede ser infinito, solo estamos seguros de que se expande, su densidad disminuye y cuanto más miramos, más profundo podemos mirar hacia el pasado. Como dijo la astrofísica Katie Mack:
El Universo se expande a medida que tu conciencia se expande. No se expande en alguna parte; simplemente te vuelves menos estúpido [ denso (ing.) - "apretado", así como "estúpido" / aprox. perev. ]
Ethan Siegel - astrofísico, divulgador científico, autor de ¡Comienza con un golpe! Escribió los libros "Más allá de la galaxia" [ Más allá de la galaxia ] y "Tracknología: la ciencia de Star Trek" [ Treknology ].