¿Hay una crisis sobre la comprensión de la estructura del Universo?

La Cosmología es la ciencia que se dedica a estudiar al Universo en su conjunto y a gran escala. Su importancia resulta fundamental para comprender su estructura y cómo ha evolucionado desde que tuvo un principio hace unos 13,700 millones de años y cómo es que sería su final si es que algún día lo tiene. 

De hecho, los cosmólogos no se ponen muy de acuerdo respecto al hecho de si tendrá un final ya que aún no se sabe con certeza si el universo es abierto o cerrado. Con un universo abierto me refiero a la posibilidad de que este sea plano, como una hoja de papel, e infinito. Un universo cerrado, por el contrario, puede ser imaginado como la superficie de una esfera que es finita en tamaño. En un universo esférico, podríamos recorrer toda la esfera, pero llegaría un momento en el que llegaríamos al mismo lugar del que partimos. En un universo plano, por el contrario, nunca llegaríamos al mismo sitio del que partimos porque la superficie de este tipo de universo no se cierra sobre sí mismo. 

Mediciones realizadas por el Observatorio Max Planck sobre la huella en forma de microondas dejada por el universo a raíz de la gran explosión, han mostrado que éste podría tener la forma de una esfera en lugar de ser una hoja de papel plana (como se cree hasta ahora), lo que llevaría a cambiar nuestra concepción del universo. 

Una parte de estas observaciones -que se realizaron entre 2009 y 2013- mostró que había más presencia de lentes gravitacionales producto de la masa de los objetos presentes en el universo. Las lentes gravitacionales son un fenómeno muy interesante porque son producto de la curvatura del espacio-tiempo. Recordemos que, cuando en el universo hay presencia de masa de gran peso como la que puede generar una estrella o un planeta, esta materia produce una curvatura en la estructura del espacio y el tiempo. Curiosamente, los fotones de luz, que también poseen masa, tienden a curvarse ante la presencia de materia y de gravedad. Cuando un observador en la Tierra mira hacia una estrella distante, es posible que no vea exactamente el sitio en el que se encuentra esa estrella, porque la luz que nos llega de ésta, que viaja a una velocidad finita de 300,000 km/s, podría cambiar su posición en su viaje debido a que la masa de otra estrella se interpone entre la estrella que estamos observando y nosotros los observadores. Este peculiar fenómeno, que se produce cuando miramos al cielo, es producto de las lentes gravitacionales. La gravedad es tan poderosa a gran escala, que es capaz de curvar la luz y producir este efecto óptico. Pero no solamente la materia ordinaria es capaz de generar estas lentes, sino también la llamada materia oscura (que no se sabe bien qué es) y que representa el 30% de toda la materia que hay en el universo.

Ahora bien: ¿qué tiene que ver la cantidad de lentes gravitacionales con la propia estructura y forma del universo? Tiene que ver porque, a mayor cantidad y presencia de estas lentes, se infiere que mayor es la cantidad de materia oscura que hay en el universo. Un universo con mayor cantidad de materia oscura se cerraría sobre sí mismo y no permitiría que se expandiera, lo que resultaría en un universo cerrado de tipo esférico. Es sabido y está comprobado, a través de observaciones, que las galaxias se están alejando unas de otras y que lo hacen a grandes velocidades, pero se desconoce qué sucede más allá de lo que podemos observar. Para plantear la existencia de un universo tanto cerrado y esférico (finito), como uno abierto e infinito como una hoja de papel que no tenga límites, tendríamos que conocer con toda certeza no solamente la cantidad de materia oscura sino la cantidad de materia ordinaria -de la que están formadas planetas y galaxias- y de energía oscura. Esta última es la responsable de que el universo se expanda porque ejerce una fuerza opuesta a la fuerza de atracción de la gravedad. 

Ante esta incertidumbre, los científicos se encuentran, evidentemente, ante un problema estadístico que no tiene fácil solución: de hecho, algunos de los investigadores implicados en todo esto han afirmado que es probable que las observaciones del Observatorio Planck no sean tan fiables y que, por tanto, se requiera de hacer nuevas observaciones como las que podría realizar en un futuro el Observatorio Simons que se está construyendo actualmente en Chile para confirmar o rechazar lo que actualmente se está proponiendo. La idea que prevalece y que tiene mayor peso actualmente es la de un universo abierto en constante expansión que no tiene límites.

¿Tiene alguna aplicación práctica conocer qué forma tiene el universo? Evidentemente no, pero los seres humanos, en nuestra innata curiosidad, siempre nos hemos planteado de dónde venimos y hacia dónde vamos y el hecho de tener la capacidad de preguntarnos esto justifica cualquier ausencia de aplicación práctica, además, de saber cuál es la verdadera estructura del universo dependerá si es posible que existan otros universos más allá del nuestro -universos alternativos- que estén interconectados, o no, con el nuestro. 

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