Lo que entendemos por universo comprende la totalidad del espacio y del tiempo, todas las formas de la materia, la energía y el impulso, y las leyes y constantes físicas que las gobiernan. Sí, lo comprende todo. Como imaginarás, es muy grande, y la imposibilidad de saber qué tan grande es ha llevado a pensar que podría ser infinito. Eso complica saber su forma.

De momento, sólo sabemos sobre el universo observable, aquella pequeña parte que podemos detectar del universo total. Hasta donde nos llegan “los ojos” de nuestros humildes telescopios, parece que hay aproximadamente 46.500 millones de años luz en todas las direcciones.

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Para que te hagas una idea, un sólo año luz equivale a más de nueve billones de km. Es decir, nuestra visión es circular y grande, pero limitada e insuficiente comparada con la inmensidad del cosmos.

Imagen: NASA, ESA.

Por supuesto, cada punto del universo tiene su propia área de universo visible. De hecho, probablemente nuestra galaxia es igual de inexistente para todas aquellas que lo son para nosotros. Si hay extraterrestres más allá del universo observable, a no ser que tengan una tecnología mejor, no nos ven del mismo que nosotros no los vemos a ellos. Sin embargo, sabemos que más allá del espacio observable puede haber más universo, de hecho seguramente lo hay aunque no sepamos cuánto.

¿Cuánto?

Infinito es la respuesta fácil, sin embargo, es muy probable que no sea la correcta. De hecho, hasta el comienzo del siglo XX muchos cosmólogos pensaban que era así lo que suponía un gran dolor de cabeza para los físicos, porque nunca se podría probar. El infinito no se puede medir ni conocer su forma.

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Ahora, se trabaja la idea de un universo finito, pero sin límites. Es decir, con una forma que permita permanentemente volverlo a empezar.

¿Cómo puedes volverlo a empezar? Se debe a la curvatura intrínseca que se da en algunas posibles formas del universo, como el dónut, toro o toroide.

Básicamente el asunto es que un toro se puede construir tomando un cuadrado plano, uniendo dos de sus caras, por lo que ya tenemos un cilindro, y a su vez pegando los extremos del cilindro. De esta forma, los dos lados del cuadrado se unen, llegando un punto en el que cuando llegas al borde vuelves a empezar el mismo cuadrado por el principio.

Así, en el toro, comenzaríamos a andar y llegaríamos al mismo sitio de partida porque “le estaríamos ‘dando la vuelta’ al cosmos, algo similar a lo que ocurre en la superficie de la Tierra solo que en tres dimensiones”, según explica a Gizmodo en Español Jose Luis Crespo, de Quantum Fracture.

Si esta teoría del dónut fuera cierta, alguna de las galaxias lejanas que vemos ahora mismo podrían ser la nuestra propia. De hecho, la propia NASA investigó sobre el tema unos años atrás. Podríamos presumiblemente ser víctimas de un eterno efecto espejo, vernos a nosotros mismos en la inmensidad sin poder alcanzarnos nunca.

¿Cómo se mide la forma de algo con un tamaño desconocido?

Imagen: NASA.gov

La cosmología trata de describir todos los aspectos del cosmos con sus fenómenos. Basándose en observaciones causales, hasta el momento, parece que el universo sigue las mismas leyes constantes en toda su extensión e historia. Así, observando cómo se comporta, y trabajando con lo que tenemos, físicos y topólogos intentan describir y prever el continuo espacio-tiempo y medirlo, para describir su forma y longitud.

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El problema es que, para medir a qué distancia se encuentran los objetos más alejados del universo, solo podemos construir telescopios cada vez más potentes, apuntar, disparar, esperar largos tiempos de exposición y analizar la radiación electromagnética de los objetos en la imagen obtenida con la esperanza de que alguno de ellos sea la galaxia “más remota” jamás observada. Dicho de otro modo: lanzar a ciegas y esperar a que nos toque la lotería.

Las distancias son importantes porque el universo podría ser tan grande que imposibilite detectar cualquier forma curva. Para nosotros, una pelota está curvada, pero para unas hipotéticas personas de tamaño microscópico sobre la superficie de la pelota la cosa no estaría tan clara. Es decir, podría ser que cometiésemos el mismo error que nuestros antepasado que creían que la Tierra era plana, sólo porque a simple vista no veían la curva.

Con la curva me refiero a que si el universo tuviese una forma evidente, notaríamos una distorsión dependiendo del lugar desde el cual mirásemos; de la misma forma que desde el mar es posible ver montañas elevadas o luces altas desde grandes distancias mucho antes que los terrenos bajos, y los mástiles de los barcos antes que los cascos. Y eso no nos pasa. El universo parece, a simple vista, plano.

Imagen: NASA.gov

Además, en la forma de dónut, como hemos dicho, veríamos infinitas copias del universo a partir de un punto límite. Es decir, empezaríamos a ver las mismas galaxias, estrellas, planetas, etc. Si embargo, no es eso lo que vemos con nuestros telescopios. Todo parece único. ¿Significa eso que el universo no tiene forma de toro? No necesariamente.

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Podríamos estar dentro de un dónut, una geometría toroidal, siempre que este sea un dónut tan grande que nos deje rozando la planitud exacta y no nos permita apreciar la curva residual, y, además, seamos tan pequeños o el cosmos tan enorme que aún no nos ha dado tiempo a mirar la frontera donde se empiece a repetir dada la inmensidad de las medidas.

Las otras formas posibles

Pero también podríamos estar dentro de otra cosa. Las tres posibles geometrías del universo más famosas que se contemplan actualmente son: cerrado, abierto y plano. En el universo cerrado, con forma elíptica, si se viaja en línea recta se llega al mismo punto, en los otros dos no. El universo abierto está negativamente curvado, como la superficie de una silla de montar. El plano es, válgase la redundancia, plano.

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Para ponerlo simple, si una superficie no tiene curvatura (curvatura nula) estamos en un plano, si la curvatura es positiva estamos en una esfera y si es negativa estamos en una superficie parecida a una silla de montar, pero como somos tan pequeños que no vemos curva ninguna, siento decir que podría ser cualquiera de las anteriores o ninguna. La conclusión es la misma con la que arrancábamos el texto: no sabemos qué forma que tiene nuestro universo.

En esta situación, por supuesto, se pueden considerar otras formas posibles. Según explica José David Villanueva García de la Agencia Espacial Europea, “Una de las formas más atractivas que se barajan es un universo ‘con asas’. Un plano con media rosquilla que conecte un lado con el otro y que, de hecho, permitiría transportarse de una cara a la otra”.

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Como ves, el universo podría tener cualquier forma y, dado que aún se está expandiendo, también cualquier extensión. Lo único que tenemos claro es que somos demasiado pequeños, todavía, para averiguarlo.