Benjamín Montesinos
Por varios motivos, en las últimas semanas he leido bastantes cosas de un campo de investigación, la Cosmología, que no está relacionado en absoluto con el área en que trabajo cada día. Es fascinante ver cómo en los últimos quince años ha cambiado la idea que teníamos de la expansión del Universo. Al comienzo de los años 90 los cosmólogos buscaban desesperadamente el contenido de materia oscura del Universo en un esfuerzo por saber si la densidad total de masa superaba una densidad crítica y el Universo podría contraerse debido a su propia gravedad. Hoy sabemos que el 70% de la materia-energía del Cosmos está dominado por la 'energía oscura' (un término no muy afortunado) que implica una expansión acelerada con respecto a la que el Universo tenía hace unos pocos miles de millones de años. En esta entrada quiero sólo apuntar unas pocas ideas acerca de la expansión.
En la película de Woody Allen 'Annie Hall' (1977), hay una escena en la que se ve a Alvy Singer, un niño introvertido que acude con su madre a la consulta de un médico. "Está deprimido", asegura ésta. "¿Por qué estás deprimido?", pregunta el galeno. "El universo se expande", sostiene Alvy, con voz infantil. "Bueno... el universo es todo y, si se expande, algún día estallará y eso será el final de todo". La madre, irritada, se gira hacia el pequeño Alvy y grita, con grandes aspavientos: "¡Eso no es asunto tuyo! Ha dejado de hacer sus deberes", confiesa. "¡Claro!", exclama Alvy "¿para qué?". "¿Qué tiene que ver el universo contigo? ¡Brooklyn está aquí y Brooklyn no se expande!". "Y no lo hará en miles de millones de años, Alvy", asegura el doctor.
Efectivamente, Woody Allen nos da pie para aclarar una confusión a veces bastante extendida. Cuando el Universo se expande, los objetos materiales no se hacen más grandes. Nuestra Galaxia, y las estrellas que entonces contenía, no tenían la mitad de su tamaño actual cuando el Universo era la mitad de grande. En cambio, la longitud de onda de la radiación emitida por las galaxias se alarga con la expansión (desplazamiento al rojo cosmológico) porque los fotones, al contrario que los átomos o las estrellas, no son objetos coherentes cuyo tamaño viene fijado por un compromiso de fuerzas. El desplazamiento al rojo de la luz que observó por primera vez Edwin
Hubble en la década de los 20, se debe interpretar como un aumento de
la longitud de onda de la luz debido a la expansión del Universo, como
se ilustra de una forma muy gráfica en la figura de arriba.
A veces se dice o se lee la expresión: '
Las galaxias se mueven o se alejan de nosotros'. En realidad las galaxias no viajan a través del espacio, no son equivalentes a fragmentos de una gran bomba. Es el
espacio entre las galaxias el que se está expandiendo.
Las galaxias individuales se mueven con pequeñas velocidades en los
cúmulos de galaxias a los que pertenecen, pero éstos, vistos con una
perspectiva más amplia, están anclados en la estructura del
espacio. Esto se ilustra muy bien suponiendo por un instante que
nuestro Universo tiene sólo dos dimensiones, como si fuera la
superficie de un globo, y que nosotros somos seres bidimensionales.
Cuando el Universo se expande es el propio
tejido del espacio
el que lo hace. De todos modos, este símil del universo de dos
dimensiones que se emplea a veces para comprender mejor la
expansión debe tomarse en su justa medida. En esa simplificación, el
universo-globo está inmerso en un espacio de tres dimensiones y
por tanto sí existe un centro de expansión (que está fuera del
universo). Nuestro Universo de tres dimensiones espaciales no está
sumergido en un ente de más dimensiones y no existe un centro de
expansión. El Universo es autocontenido y al expandirse no
'invade' un territorio previamente no ocupado por nadie.