En los días en que la gente pensaba que la tierra era plana, era una herejía asumir que un largo viaje en línea recta eventualmente lo llevaría de regreso al punto de partida. Pero es cierto: camina, vuela, nada 40.000 kilómetros en una dirección y volverás al punto de partida. Y luego te preguntas: ¿es posible hacer el mismo truco en el espacio? Si toma un cohete que puede volar lo suficientemente rápido y lo suficientemente largo sin chocar con estrellas o galaxias distantes, ¿puede terminar regresando a su punto de partida?
A primera vista, esto puede parecer una locura, pero en realidad no lo es. Uno podría pensar que el universo es infinito y continúa para siempre en todas las direcciones, pero tenemos evidencia de que la forma y el tamaño del universo son bastante finitos. Primero, solo han pasado 13,8 mil millones de años desde el Big Bang, y podemos observar el volumen de espacio que la luz ha visitado en 13,8 mil millones de años, destacando cada punto visitado. En segundo lugar, hay cientos de miles de millones de galaxias que eran más jóvenes en el pasado, y cuanto más miramos hacia el pasado, más pronunciado se vuelve esto. ¿Podría ser que una (o más) de estas galaxias sea la versión juvenil de la Vía Láctea en la que crecimos? Finalmente, así como la Tierra tiene dos dimensiones en las que podemos movernos sobre ella (de norte a sur y de oeste a este, pero no de arriba a abajo),¿Puede el Universo ser una estructura multidimensional (hiperesfera o hipertor), en la que muchas dimensiones están cerradas y limitadas, retorcerse en sí mismas?
Si es así, si camina en línea recta el tiempo suficiente, eventualmente volverá al punto de partida. Y si fueras inmortal, algún día podrías ser capaz de ver la parte posterior de tu propia cabeza con solo mirar durante bastante tiempo, ya que tus ojos eventualmente verán la luz reflejada desde tu propia parte posterior de la cabeza. Bueno, si el universo realmente lo es, ¿cómo lo sabemos con certeza?
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Para hacer esto, necesitamos mirar el Universo en su escala más grande y encontrar lugares donde tenga las mismas propiedades en todas las direcciones. Un universo finito y arremolinado significaría que las mismas estructuras aparecen una y otra vez. Si bien la mayor parte del universo será difícil de definir como remolino, ya que la velocidad limitada de la luz significa que veremos los mismos objetos en diferentes etapas de su evolución (como la Vía Láctea más joven), siempre habrá objetos que estarán en la misma etapa de evolución en diferentes lugares. La estructura a gran escala del Universo no muestra tales estructuras, pero tenemos un lugar aún mejor para mirar: el fondo cósmico de microondas.
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Las fluctuaciones del resplandor del Big Bang tienen patrones repetidos muy específicos, pero también muestran una distribución aleatoria de estos patrones. Se han desarrollado muchos algoritmos para buscar señales repetitivas no aleatorias en las correlaciones de fluctuaciones en diferentes partes del cielo. Si el universo fuera finito y retorcido, si partes de él se repitieran en otros lugares, se reflejaría en el fondo cósmico de microondas.
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Pero la ausencia de estructuras repetidas observadas no significa que el universo no tenga este tipo de topología. Esto significa que si el Universo se repite, representando una hipersuperficie cerrada, y teóricamente podemos terminar en el mismo punto, moviéndonos en línea recta lo suficiente, pero esto se notará en escalas que son más grandes que la parte que observamos. Dado que estamos limitados por la distancia que ha recorrido la luz en 13.800 millones de años, tal escenario es bastante posible.
Pero hay un pero.
No importa cuán técnicamente avanzados seamos, un día en el futuro, mientras estemos limitados por la velocidad de la luz, nunca sabremos si el universo realmente se comporta de esta manera. Gracias a la energía oscura y la expansión acelerada del universo, es físicamente imposible alcanzar el límite incluso del universo observable actual; podemos cubrir un tercio de esta forma como máximo. Si el universo no se repite en escalas inferiores a los 15.000 millones de años luz de diámetro moderno, nunca volveremos al punto en el que empezamos en línea recta.
Pero esto no significa que el Universo no pueda cerrarse, ser finito y retorcerse en una hiperesfera. Esto significa que la expansión del Universo - expansión acelerada - nos prohíbe "circunnavegar el globo" en el Universo. Debido a una combinación de factores como:
- la edad final del Universo;
- la velocidad final de la luz;
- expansión del Universo;
- y la presencia de energía oscura, es posible que nunca sepamos si nuestro Universo es infinito o no, y cuál es su verdadera topología.
Todo lo que podemos ver es la parte disponible para nosotros que nos permite establecer límites a la posible topología del universo. Por lo que sabemos, es plano, no repetitivo y posiblemente, pero no necesariamente, infinito. Quizás, a medida que pase el tiempo, cuando el Universo se abra cada vez más a nosotros, nuestras medidas de curvatura serán cada vez más precisas y nos revelarán una nueva verdad. A pesar del hecho de que nuestra capacidad de observación está muy limitada, puede haber nuevas oportunidades aún desconocidas para el horizonte cósmico.
ILYA KHEL
