¿Cuáles son los hechos sorprendentes sobre el universo en expansión?
Respuestas
Fue construido para que nada ni nadie pudiera escapar.
Debido a que el universo se está expandiendo más rápido que la velocidad de la luz, nada que ni siquiera la luz pueda salir jamás.
Es como una broma de mal gusto.
No precisamente.
Mucha gente tiene ideas erróneas sobre lo que significa exactamente cuando un astrofísico dice: “¡Oye! ¡El Universo se está Expandiendo!”. Para explicarlo, imaginemos este escenario…
Imagina que estás viendo el antiguo programa COSMOS de Carl Sagan en la televisión. Da una explicación maravillosa sobre los misterios de este universo. Después del anuncio, Carl apenas había empezado a explicar qué significa exactamente la frase "El universo se está expandiendo" cuando se corta la corriente. ¡La pantalla se vuelve EN BLANCO!
¡Es una noche clara y estrellada, así que decides dar un largo paseo hasta el Gran Cañón con tu leal perro! Tu mente está sumida en pensamientos profundos. Te estarás preguntando: “Si el universo se está expandiendo, ¿yo también me estoy expandiendo? ¿Mi perro está demasiado expandido? ¿Se está expandiendo en general el Gran Cañón? ¿Soy incapaz de notar este crecimiento porque todo lo que me rodea también se expande al mismo ritmo?”.
Mientras estabas perdido en tus pensamientos, de repente, ¡el suelo tembló! ¡¡Fue un terremoto!! ¡Hay un ruido fuerte!
¡¡Bam!!
¡¡El suelo entre tú y tu perro se abre!!
Haces lo mejor que puedes para aferrarte a esa correa mientras los temblores continúan….
Hablemos ahora de nuestro Cosmos…
¡La realidad es que SPACE se está expandiendo! Y hay algunas fuerzas en este extraño cosmos que no se ven afectadas cuando el espacio se expande. Por ejemplo, las fuerzas electromagnéticas pueden mantener unidos los átomos porque son demasiado fuertes para que la lenta expansión del espacio las supere.
Volviendo a nuestra historia, si la correa es lo suficientemente fuerte como para superar la fuerza de fricción entre tus zapatos y el suelo, ¡te mantendrá a ti y a tu perro juntos mientras el suelo se separa bajo tus pies!
Si se pregunta por qué tomé el ejemplo de la fuerza electromagnética, entonces es porque es lo que determina la estabilidad de los átomos y moléculas en nuestro entorno. En términos generales, es la correa que mantiene unidos a los electrones y al núcleo en un átomo. Así que no te preocupes, tu habitación no se expande :D
En pocas palabras, deberías agradecer a las fuerzas electromagnéticas que tu habitación, tu perro, tu silla o tú mismo no se expandan. ¡La expansión del espacio simplemente no puede dominar la fuerza electromagnética!
Hablemos ahora a una escala más cósmica. En nuestro Sistema Solar, nuestra Tierra es atraída por nuestro Sol debido a la gravedad. Todos los niños de la ciudad lo saben, ¿verdad?
F=\dfrac{GMm}{r^2}\tag*{}
\boxed {F\propto \dfrac{1}{r^2}}\tag*{}
Si observas detenidamente la fórmula de la fuerza gravitacional, te darás cuenta de que la gravedad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre 2 cuerpos. Entonces, si los 2 cuerpos están lo suficientemente cerca, entonces la fuerza de gravedad será significativamente mayor.
Pero si alejas los dos cuerpos uno del otro, ¡esta fuerza de gravedad disminuye! En lo que respecta a nuestro Sistema Solar, la fuerza de la gravedad puede dominar fácilmente la expansión del espacio. Así que no vemos a la Luna alejándose de la Tierra ni a la Tierra alejándose del Sol como resultado de la expansión de nuestro universo. Entonces la gravedad es como la correa entre nuestro Sol y la Tierra :P
¡Hablemos ahora a una escala aún más cósmica! Por ejemplo, ¡pensemos en las galaxias! Sabemos que las galaxias están a años luz de distancia. Quiero decir, estas son distancias enormes. ¡Inimaginablemente grande! A distancias tan grandes, la fuerza de gravedad se vuelve bastante débil. ¡¡Es tan débil que ahora la expansión del espacio domina la gravedad!! ¡Eso significa que las galaxias generalmente tienden a alejarse unas de otras! Esto es lo mismo que decir que nuestra correa está hecha solo de un hilo de cuerda que puede romperse en cualquier momento a medida que el temblor continúa y la grieta en el suelo se abre cada vez más. O por supuesto puedes soltar la correa :P
¡¡Eureka!!
La gente generalmente explica esta idea de expansión del Universo inflando globos con lunares dibujados con marcadores. Pero si lo piensas bien, los puntos también aumentan de tamaño a medida que el globo se infla. Que no es lo que en realidad estamos tratando de explicar.
Entonces, una mejor manera de pensar en esto sería pensar en insectos sentados en la superficie de un globo inflado en lugar de esos lunares.
¡¡Gracias por leer!!
Notas al pie: si desea saber más sobre nuestro Cosmos (incluidas las matemáticas detrás de todo esto) y la Astrofísica en general, consulte mi Blog de Quora: Los agujeros negros no son tan negros.