Un viaje al infinito

Jean-Christophe Mauduit / 31-03-2006

Traducción: Annia Domènech

Cuando se levantan los ojos al cielo en una noche clara, mirando los miles de estrellas que nos rodean uno se siente pequeño. Al saber que éstas no son más que los objetos celestes más cercanos, llega la sensación de vértigo. Si la cabeza les da vueltas al observar los coches en miniatura desde la Torre Eiffel, que no mide más de 300 m de altura, tomen asiento, pues vamos a alejarnos millones de kilómetros de la Tierra.

Pero no todavía. Empecemos por los cuerpos más inmediatos de cierto tamaño: los del Sistema Solar. El más conocido es nuestro satélite, la Luna, situada a unos 384.000 km. Teniendo en cuenta que la Tierra mide 6.000 km de radio, está realmente muy cerca. La prueba es que hemos ido. A una velocidad de unos 20.000 km/h, las misiones Apolo invirtieron una jornada de viaje en llegar.

Un cohete recorre en unos cuantos meses los 56 millones de km hasta alcanzar Marte en su posición más próxima a la Tierra. Si se tratara de Plutón, el más lejano de los planetas del Sistema Solar, habría que contar con más de una decena de años (a la misma velocidad). Respecto al Sol, esta bola de fuego que es nuestra estrella, brilla a unos 150 millones de km de nosotros. Hay muchas otras estrellas parecidas en el cielo nocturno, pero tan lejanas que semejan pequeños puntos brillantes. La más cercana es Próxima Centauro, situada a unos 40 billones de km.

A semejantes escalas de tamaño, hay que cambiar de unidades para poder hablar de objetos todavía más inaccesibles. Los astrónomos lo saben bien, por ello utilizan el año luz. A pesar de su nombre equívoco, el año luz mide una distancia, precisamente la que recorre la luz en un año a la velocidad de 300.000 km/s. En un año, la luz recorre unos 10 billones de km: un año luz.

Esto significa que la luz invierte tiempo en propagarse. Alumbrar la lámpara de noche parece instantáneo, ya que a la velocidad de 300.000 km/s un metro es bien poca cosa. Pero vamos a expresar algunas distancias según el tiempo que necesita la luz para recorrerlas. Para venir de la Luna, a 384.000 km, la luz requiere… 1,3 segundos. ¿Y desde el Sol, a 150 millones de km? ¡Unos 8 minutos! ¿Y de Próxima Centauri? Nada menos que cuatro años, por tanto esta estrella está a 4 años luz de la Tierra. Cuando observamos las estrellas, las vemos como eran hace años, décadas…. ¡incluso miles de millones de años! Algunas podrían estar apagadas desde hace tiempo.

El espacio interestelar que nos separa es vasto. ¿Cómo enviar hombres a ver de cerca estas estrellas si la misma luz requiere decenas de años para hacer el mismo recorrido a la inversa? La física actual no permite todavía ni el viaje a la velocidad de la luz ni la teletransportación (lo que es una pena). La sonda Voyager, enviada hace más de treinta años, y que avanza a una velocidad media de unos 60.000 km/h, apenas ha pasado Plutón…

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, está compuesta por 100.000 millones de estrellas unidas por fuerzas gravitatorias dando lugar a una estructura particular. De poder observarla desde fuera, la veríamos como un ovni, con un ensanchamiento central rodeado por un disco. De pretender atravesarla de punta a punta, tardaríamos unos 100.000 años a la velocidad de la luz.

En los años veinte, se empezaron a estudiar las otras galaxias en el Universo. Al abandonar la nuestra, uno se aventura en un espacio todavía más extenso: el espacio intergaláctico. La galaxia más cercana, con una talla comparable a la Vía Láctea, es Andrómeda, o menos poéticamente Messier 31, en recuerdo del astrónomo que cartografió más de 100 objetos difusos visibles en el cielo. Está situada a tal distancia (a unos 2,5 millones de años luz) que sólo vemos algunas de sus estrellas más brillantes, el resto se confunde en un vasto halo de luz difusa.

La Vía Láctea y Andrómeda, junto con otras galaxias más distantes unidas por la gravitación, forman el llamado Grupo Local, que contiene cuatro galaxias de Messier (M31 junto con sus dos satélites M32 y M110, así como M33) y una treintena de galaxias menores. Por supuesto existen otros grupos de galaxias, que suelen tener de dos a diez grandes galaxias. A su vez, estos grupos constituyen los cúmulos de galaxias, que pueden contener hasta centenares de ellas. El cúmulo de Virgo es el más próximo (a 100 millones de años luz). Esta distancia implica que lo distinguimos como era hace 100 millones de años. Si "alguien" mirara desde allí con telescopios enormes hacia nuestra dirección, vería nuestro planeta poblado por dinosaurios (lo que seguramente le quitaría la idea de venir a colonizarlo).

Los cúmulos se agrupan en supercúmulos, que son las mayores estructuras conocidas unidas por la gravitación. Se trata de enormes muros de materia cuya apariencia es granulosa al estar compuestos por cúmulos, grupos y galaxias. Son tan gigantescos, con una longitud de hasta mil millones de años luz, que desde el lado más cercano a nosotros al más lejano pueden haber transcurrido centenares de millones de años de evolución. Son visibles en el Universo Local.

Cuanto más nos adentramos en las profundidades del Universo, más joven es. Gracias a que la luz necesita tiempo para propagarse, podemos observar su evolución y comprender que antes fue distinto. Si la luz de los objetos nos llegara instantáneamente, sólo lo veríamos cómo es ahora.

Así que al mirar más lejos vemos estructuras más jóvenes. Las observaciones del Universo profundo muestran que anteriormente las estructuras (tanto las galaxias, como los grupos o los cúmulos) eran menores. Parece que, con el paso del tiempo, las galaxias se habrían ido aproximando y habrían formado grupos, que se habrían asociado en cúmulos, y estos en supercúmulos, las grandes estructuras que se pueden ver hoy en día en el Universo local. Es la llamada teoría del bottom-up: primero se formaron las primeras estructuras, que se reagruparon lentamente por efecto de la gravitación. Actualmente se reproduce esta evolución con simulaciones digitales por ordenador, aunque con muchos problemas todavía.

La pregunta es… ¿qué se encuentra más allá de los supercúmulos, cuando uno se adentra en el Universo? Hay que determinar si se habla en términos de observación o de presencia física real. En términos de observación, cuanto más penetramos en el Universo, más joven se nos aparece. Pero si pudiéramos "viajar instantáneamente e ir a ver" lo que está realmente "allá lejos", entonces veríamos un Universo no muy distinto del que vemos a nuestro alrededor: galaxias, cúmulos y supercúmulos hasta que se perdiera la vista. ¿Hasta el infinito? Sí, hasta el infinito.

Efectivamente, hoy en día pensamos que el espacio es infinito. Sin embargo, según la teoría del Big Bang el Universo tiene una edad finita, de hecho algunas experiencias permiten afirmar que es de 13.700 millones de años. Como la luz se propaga en un tiempo finito, ¿podemos ver el origen del Universo, el tiempo t=0? No. Sólo tenemos acceso a los sucesos que ocurrieron 380.000 años tras el Big Bang, no antes. Esto es así porque en los comienzos del Universo la luz estaba asociada a la materia y ésta última impedía su propagación. El Universo observable es una esfera con un radio de unos 13.000 millones de años luz, mientas que el físico es infinito. En cada punto del espacio, el observador está limitado a su propia esfera de luz centrada en él.

Por supuesto, surgen otras preguntas. De acuerdo para el Universo observable limitado, de acuerdo para el Universo real infinito. Pero en términos temporales, ¿qué había antes del Big Bang? Por desgracia, no existe ninguna respuesta física a esta cuestión: si el espacio y el tiempo no existían, es imposible describirlos con ecuaciones. ¡Entramos en el dominio de la metafísica, donde hay que dejar vía libre a la imaginación!

Comentarios (15)

Compartir:

Multimedia

El autor

Jean-Christophe Mauduit es Licenciado en Física Fundamental, con un DEA en Astrofísica.

Ver todos los artículos de Jean-Christophe Mauduit

Glosario

  • Estrella
  • Sistema Solar
  • Satélite natural
  • Planetas
  • Sol
  • Luz
  • Vía Láctea
  • Gravedad
  • Galaxias
  • Telescopio
  • Grupo Local
  • Universo Local
  • Big Bang
  • Año-luz
  • Luz difusa
  • Objetos Celestes