Hay una cifra que parece romper inmediatamente las reglas de la física. El universo tiene aproximadamente 13.800 millones de años, pero la región que podemos observar alcanza unos 92.000-93.000 millones de años luz de diámetro.
Si nada puede atravesar el espacio más rápido que la luz, uno esperaría que pudiéramos observar, como máximo, unos 13.800 millones de años luz en cada dirección. Pero no es así.
NASA sitúa actualmente el diámetro del universo observable en unos 92.000 millones de años luz, mientras que el valor habitualmente redondeado utilizado en cosmología es de unos 93.000 millones. Eso significa que nuestro horizonte cósmico se encuentra aproximadamente a 46.000 millones de años luz en cualquier dirección.
La explicación está en algo que ocurrió mientras aquella luz viajaba hacia nosotros: el propio espacio se expandió.
Una galaxia puede enviarnos luz durante 13.000 millones de años y estar hoy a más de 40.000 millones
Cuando miramos una galaxia extremadamente remota con el James Webb, no estamos viendo dónde se encuentra ahora. Estamos observando dónde estaba cuando emitió la luz que finalmente ha llegado hasta nosotros.
Durante los miles de millones de años transcurridos desde entonces, la distancia entre aquella región y la nuestra ha aumentado enormemente.
NASA explica que Webb ya puede observar galaxias cuya luz comenzó su viaje hace alrededor de 13.500 millones de años. Sin embargo, actualmente esas regiones están muchísimo más lejos debido a la expansión cósmica.
No significa que esas galaxias hayan atravesado localmente el espacio superando los 300.000 kilómetros por segundo. Es la distancia entre regiones del espacio la que aumenta al expandirse el universo, algo que no viola el límite relativista de la velocidad de la luz.
De ahí surge la aparente contradicción: el radio observable no es de 13.800 millones de años luz, sino de unos 46.000 millones. Y nosotros tampoco ocupamos un centro privilegiado. Un observador situado en una galaxia remota tendría su propia esfera observable centrada alrededor de él.
Los 93.000 millones de años luz son solo la parte que podemos ver
Aquí empieza el verdadero problema. El universo observable no es necesariamente el universo completo.
Nuestro horizonte marca simplemente la región desde la que alguna señal ha tenido tiempo suficiente para alcanzarnos desde el comienzo de la historia cósmica. NASA reconoce que actualmente no existe una estimación fiable del tamaño total del universo y ni siquiera sabemos si es finito o infinito.
Es parecido a estar en mitad del océano. Ver un horizonte no significa haber encontrado el final del planeta; significa haber encontrado el límite de lo que puedes observar desde tu posición.
Las mediciones del fondo cósmico de microondas realizadas por Planck indican además que la geometría del universo es compatible con un espacio extremadamente próximo a plano a gran escala. Una geometría plana es compatible con un universo infinito, aunque las observaciones no permiten concluir por sí solas que realmente lo sea.
También podría existir una geometría o topología global que permita un universo finito pero sin un borde convencional, de manera vagamente comparable a cómo la superficie de una esfera es finita aunque puedas caminar sobre ella sin encontrarte jamás con un precipicio.
Y casi todo ese universo está hecho de cosas que todavía no entendemos
Incluso dentro de nuestra burbuja de 93.000 millones de años luz hay otro problema enorme: conocemos directamente solo una fracción pequeña de aquello que la compone.
Los resultados de la misión Planck indican que aproximadamente el 4,9% del contenido energético del universo corresponde a materia ordinaria: átomos capaces de formar estrellas, planetas, gas, seres humanos y todo aquello que conocemos directamente. Alrededor del 26,8% sería materia oscura y otro 68,3% energía oscura. Sabemos que ambas deben existir por sus efectos sobre el cosmos, pero seguimos sin conocer su naturaleza fundamental.
La escala final resulta difícil de asimilar. Una imagen como el Campo Ultraprofundo del Hubble contiene casi 10.000 galaxias en una porción diminuta del cielo; campos profundos del Webb ya reúnen decenas de miles. Y todo eso continúa perteneciendo únicamente a nuestra pequeña ventana cósmica.
Podemos medir una esfera de unos 93.000 millones de años luz, reconstruir cómo nació hace 13.800 millones de años y observar galaxias cuya luz lleva casi toda la historia del universo viajando hacia nosotros. Lo único que todavía no podemos responder es quizá la pregunta más sencilla de todas: dónde termina.
