En un reino muy lejano, en un planeta más allá de nuestro alcance, una reina se despierta con un sueño: celebrar la fiesta más grande que su mundo haya visto. Sin embargo, algo está en su contra: su planeta, llamado Hinchaturno, no para de hincharse.
Por rocambolesca que pueda parecer la siguiente historia, explica la existencia de 3 fronteras que tenemos en nuestro Universo, unos límites que suelen ser liosos de entender. No son paredes ni cortes abruptos, pero nos dicen cómo estamos aislados del resto del cosmos. Pero no voy a adelantar más. ¡Acercaos y escuchad esta fábula cosmológica!
Hinchaturno se hincha. A cada segundo que pasa, se crea nuevo terreno. La distancia entre ciudades aumenta, las tierras de cultivo se hacen más grandes y los campos de golf se vuelven impracticables. Dentro de las propias ciudades todo está estable, pero es salir y enfrentarse a un mundo en crecimiento.
Los habitantes de Hinchaturno dicen que viven en un mundo en expansión. Cuando cualquiera de ellos mira a su alrededor, ve que las cosas se alejan. Y no porque se muevan, sino porque el espacio entre ellas se hace cada vez más grande.
Es algo que ven todos: todos los habitantes perciben exactamente lo mismo sin importar el punto en el que vivan. Hinchaturno se hincha. En nuestro universo ocurre algo idéntico, solo que en tres dimensiones. El espacio entre las galaxias también crece: se genera más con el paso del tiempo, lo
Que hace que veamos que todas las galaxias, excepto las más cercanas, se alejan de nosotros. Y, como en Hinchaturno, eso es algo que veríamos desde cualquier punto del cosmos. Si te genera cierta incomodidad esto, tenemos un vídeo al respecto.
Y mientras que en Hinchaturno son las ciudades las que se resisten a la expansión, en nuestro caso son los grupos de galaxias unidos por la gravedad. Por ejemplo, la Vía Láctea no se está haciendo más grande, y tampoco se aleja de nuestra galaxia vecina Andrómeda. Pero volviendo al tema.
Vivir en Hinchaturno tiene un grave inconveniente: las telecomunicaciones en el planeta son un desastre. Los hinchaturnianos no pueden conectar las ciudades mediante cables porque la expansión del terreno los desgarra. Esto no les dejó otra alternativa que la mensajería en mano.
Los mensajeros se toman muy en serio su trabajo: son muy eficaces y todos se mueven siempre a la máxima velocidad posible. Pero eso implica que la información nunca se recibe al instante, siempre hay que esperar a que un mensajero te la traiga. En nuestro universo tenemos un problema similar.
También existe una velocidad máxima: la velocidad de la luz en el vacío. E igual que los habitantes de Hinchaturno necesitan mensajeros para comunicarse, las partículas de luz, los fotones, nos suelen hacer el trabajo. Ahora, que la información tarde en llegar tiene sus consecuencias.
Aquí empieza nuestro cuento: la reina de los Estados Inflados quiere celebrar en la capital, la ciudad de Globa York, la mayor fiesta que haya visto jamás Hinchaturno. Y se ha propuesto invitar a la crème de la crème, lo mejorcito de todo el planeta.
Como hay gente que vendrá desde muy lejos, está planificando la fiesta con mucha antelación. De hecho, no le importa esperar el tiempo que haga falta con tal de congregar (literalmente) a todo el mundo. Sin embargo, ¡problema! Para empezar, Hinchaturno es enorme.
Es tan grande que la reina no conoce la existencia de todas las poblaciones del planeta. Para la gente de Globa York, hay un Hinchaturno conocido y otro desconocido. Y es que los mensajeros provenientes de las ciudades más lejanas ni siquiera han tenido
Tiempo aún de llegar a Globa York para presentar a sus líderes. Algunos de esos mensajeros llevan mucho tiempo de viaje. Uno de ellos, recién llegado, procedente de la ciudad de Ensanchul, da a conocer a unos posibles invitados. Asegura que echó a andar en tiempos inmemoriales, justo después de la formación del planeta.
Cuenta historias de cómo era Hinchaturno entonces: un sitio primigenio y lleno de lava. No sabe cómo es su ciudad ahora, solo tiene la información de ese pasado ancestral. Ahora mismo eso es lo máximo a lo que puede aspirar la reina: no puede invitar a nadie
Que viva más allá de Ensanchul, simplemente porque no tiene absolutamente ni idea de qué hay más allá. La distancia entre Globa York y Ensanchul es la máxima que ha podido recorrer un mensajero desde la formación de Hinchaturno.
Esa hipotética frontera que separa lo que la reina puede conocer y lo que no se llama horizonte de partículas. Nuestro universo también tiene un horizonte de partículas. El Big Bang, ocurrió hace unos 14.000 millones de años, así que la máxima distancia a
La que tenemos acceso es la que haya podido recorrer la luz en ese tiempo. No es de 14.000 millones de años luz, si no mucho más: 45.000 millones de años luz. El espacio se iba expandiendo mientras la luz completaba su viaje.
Y, dado que el horizonte de partículas marca lo que podemos observar, define nuestro «universo observable». El universo entero podría ser infinito, pero lo que podemos ver es esto. Lo que ha dado tiempo. Volviendo a la fiesta, el horizonte de partículas impone un límite sobre los posibles invitados.
Pero esto no es problema: dado que la reina está planificando una fiesta a muy largo plazo, puede sentarse de brazos cruzados y esperar a que llegue hasta el último mensajero. Al fin y al cabo, constantemente están llegando emisarios de ciudades que antes no conocía.
Es decir, que el horizonte de partículas no es una distancia fija, sino que crece con el tiempo. Nuestra reina piensa que solo tiene que esperar a que ese horizonte sea tan grande como Hinchaturno y ¡resuelto! Sin embargo, no ha reparado en lo más evidente: Hinchaturno se hincha.
Las cosas se alejan, y lo hacen a una velocidad que aumenta con la distancia. Cuanto más terreno hay creciendo entre ellas, más rápido parecen alejarse. Esto ocurre hasta el punto que algunas ciudades, a partir de una distancia llamada el «radio
De Hubble», se están alejando de Globa York a una velocidad mayor que la de los propios mensajeros. Los mensajeros están preocupados. ¿Cómo harán los invitados de esas ciudades para acudir a la fiesta? ¡Aunque viajaran a la velocidad máxima seguirían alejándose más y más de Globa York!
Pero la reina les tranquiliza y les asegura que eso no supone ningún problema. En nuestro universo también hay muchas galaxias que se alejan de nosotros a velocidades más altas que la de la luz. De hecho, hoy en día eso ocurre para cualquier galaxia que se encuentre a más de unos 15.000
Millones de años luz, el radio de nuestra esfera de Hubble. Y, no, esto no entra en contradicción con la relatividad especial: la velocidad de la luz en el vacío es la velocidad máxima a la que se puede viajar por el espacio. No limita lo que puede hacer el propio espacio.
Recuerda: las galaxias están quietas, es el espacio el que crece. Otra cosa que podemos pensar es que, dado que esas galaxias se alejan demasiado rápido, es imposible observarlas. Sin embargo, hemos visto miles de galaxias situadas a más de 15.000 millones de años luz. ¿Cómo es posible?
La clave es que la esfera de Hubble también crece con el tiempo. Así es como la reina se lo explicó a los mensajeros. Fijaos en la ciudad de Ampliápolis: como está muy lejos, el crecimiento de todos los cachitos de tierra intermedios se suma y la población se aleja muy rápido de nosotros.
Sin embargo Dilatamonte, al estar más cerca y haber menos terreno entre medias, se aleja mucho más despacio. Lo importante es que cada ciudad la vemos moverse siempre a la misma velocidad. El espacio que nos separa crece siempre al mismo ritmo, solo que una ciudad tiene más
Ventaja que la otra por empezar con una distancia extra. Así que, si hay una ciudad que se aleja justo a la velocidad máxima, la veremos siempre moviéndose a esa velocidad. Y como esa velocidad máxima es lo que define la esfera de Hubble, esa ciudad permanecerá
En todo momento en la superficie de la esfera… ¡pero estará cada vez más lejos! Así que la esfera de Hubble habrá crecido. Y aunque nuestro universo no se expande a velocidad constante, la esfera de Hubble también crece.
Pensemos en lo que pasa con la luz que emite una galaxia situada fuera de la esfera de Hubble. Al principio, esa luz no consigue acercarse a nosotros: a pesar de ir a la máxima velocidad posible, la expansión del espacio es aún más rápida, por lo que la luz se ve arrastrada
Cada vez más lejos, como un nadador que tratara de avanzar contra la corriente sin conseguirlo. Pero la esfera de Hubble va creciendo y, en un momento dado, esa luz que lucha contra la expansión del universo pasa a estar en su interior.
A partir de entonces la luz ya es capaz de, poco a poco, acercarse a nosotros, hasta acabar alcanzándonos. Así pues, la reina piensa que los invitados más alejados no tendrán problemas para llegar a la fiesta: aunque al principio todos sus esfuerzos sean inútiles, tarde o temprano
La esfera de Hubble acabará por sobrepasarlos, y entonces ya podrán empezar a acercarse a su destino. Pero a nuestra desdichada reina aún le resta una desagradable sorpresa. Mientras se halla volcada en la organización, los científicos hinchaturnianos hacen un descubrimiento inesperado: Hinchaturno se está expandiendo de forma acelerada.
Las distancias entre las ciudades no aumentan a un ritmo constante, como creía la reina, sino que lo hacen cada vez más deprisa. Eso sí que supone un problema. Hay una distancia a partir de la cual el camino crece demasiado rápido: nadie que ahora mismo
Se encuentre más lejos podrá llegar jamás a Globa York, aunque disponga de todo el tiempo del mundo. Esa distancia se conoce como el horizonte de eventos. Antes del descubrimiento, la reina pensaba que la esfera de Hubble nunca dejaría de crecer. Lugares que no eran accesibles al principio, con el tiempo, lo serían.
Lo que cambia esto es la aceleración. Como el planeta se va hinchando cada vez más rápido, la esfera de Hubble se va frenando, hasta pararse cuando coincide con el horizonte de eventos. Ahora sí que hay un Hinchaturno inalcanzable. No solo hay mensajeros de algunas ciudades desconocidas que jamás llegarán a Globa York.
Además, algunas ciudades que la reina sí conoce están ya tan lejos que los invitados no podrían llegar a la fiesta aunque saliesen inmediatamente. Esas ciudades están desconectadas para siempre de Globa York. Y a medida que se hinche el planeta, más y más ciudades irán atravesando el horizonte
De eventos hasta que todas ellas, sin excepción, queden desconectadas de Globa York. Todo indica que la reina no podrá celebrar su fiesta «todoplanetaria». ¡Es más, si espera demasiado, quizá no pueda acudir ningún invitado de fuera de Globa York! A finales del siglo pasado, los científicos terráqueos también descubrieron que la expansión
Del universo estaba acelerando. Como resultado, existe un horizonte de eventos alrededor nuestro, a una distancia de unos 16.000 millones de años luz. Y al igual que pasa en Hinchaturno, aunque la esfera de Hubble y el horizonte de eventos están creciendo, lo hacen cada vez más lentamente.
Si nuestras ideas sobre el universo son correctas, ambos acabarán por detenerse a una distancia de unos 17.500 millones de años luz de la Vía Láctea. Ese es el máximo tamaño que puede alcanzar la esfera de Hubble: dicha esfera nunca puede sobrepasar el horizonte de eventos.
Si lo hiciera, habría galaxias que se alejarían de nosotros a velocidades menores que la de la luz pero cuya luz jamás podría alcanzarnos, lo cual no tiene sentido en un universo como el nuestro. Todo lo que ocurra más allá del horizonte de eventos a partir de ahora será invisible
A nuestros ojos por los tiempos de los tiempos. Aunque, claro, hoy en día vemos muchas galaxias que están fuera del horizonte: nos llega la luz que emitieron en el pasado, cuando todavía estaban dentro de él. Todo esto pone un límite a la distancia máxima que jamás podremos llegar a vislumbrar: si
La luz de un objeto muy muy lejano aún no ha tenido tiempo de superar el horizonte de eventos, ya nunca lo hará. Unos 61.000 millones de años luz es el tamaño máximo que podrá alcanzar jamás nuestro universo observable, el futuro del horizonte de partículas.
Y cómo pasaba en Hinchaturno, la expansión del espacio hará que poco a poco todas las demás galaxias vayan atravesando el horizonte de eventos, se irán «largando» del universo hasta que nos quedemos desconectados de todas ellas. Tenemos un vídeo sobre este universo vacío por si os interesa.
Estas son las tres fronteras de nuestro cosmos. Marcan lo que podemos averiguar tanto del pasado como del futuro… Y, si quieres convocar a medio universo, te arruinan la fiesta. Pero, antes de continuar, dejadme hablaros sobre la UOC.
No sabéis la de gente que me encuentro y me dice “Crespo, cuando me jubile me encantaría estudiar física, matemáticas, tal carrera”. Y es que hay mucha gente que está trabajando y no tiene la posibilidad para ir todos los días a una facultad.
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Y, ya sabes, si quieres más ciencia solo tienes que suscribirte. ¡Gracias por vernos! ¡Ah! si os parece que la idea de un planeta que se hincha es delirante… Je, aquí no damos puntada sin hilo: a mediados del siglo pasado la hipótesis de que la Tierra
Estuviera aumentando de tamaño recibió cierta atención entre los científicos. Algunos de sus defensores pretendían explicar con ella la expansión del fondo oceánico y el movimiento de los continentes. El gran éxito cosechado por la tectónica de placas, los estrictos límites observacionales y otros resultados llevaron finalmente a rechazar esta idea.
