Entre los muchos misterios del universo, hay uno que es engañosamente simple y, sin embargo, golpea el corazón mismo de la ignorancia del cosmos: ¿cuál es la forma del universo? Para llegar a la respuesta correcta, se necesita resolver los misterios de la materia oscura, la energía oscura y algunos otros problemas bastante cruciales, y todavía no se tiene las herramientas para hacerlo.
Entonces, por ahora, se tiene la mejor suposición: el universo, por lo que se sabe, es tridimensionalmente plano. Ahora, esto no significa que la existencia viva en una superficie plana o que de alguna manera la Tierra sea plana (realmente no lo es). Se trata de la geometría del universo, y el universo plano tiene una geometría muy simple, algo que se puede encontrar en las lecciones de matemáticas en la escuela: dos líneas paralelas en este universo nunca se encontrarán, y la suma de los ángulos interiores de un triángulo es siempre 180 grados.
La geometría del universo se estima a partir de las propiedades de los diversos componentes: radiación electromagnética, materia regular, materia oscura y energía oscura. Si la suma de todas las densidades de estos coincide con un número preciso, llamado “densidad crítica”, el universo es plano. Un valor más bajo o más alto produce geometrías muy diferentes.
Si la densidad del universo es menor que la densidad crítica, entonces la forma del universo es similar a una silla de montar o un pringle (si el universo fuera bidimensional). En ese universo, dos líneas paralelas no solo nunca se encuentran, sino que se separan cada vez más. Esto se conoce como “universo abierto”.
En el otro lado de la densidad crítica, está el “universo cerrado”. El universo en este caso tiene una geometría que tiene un equivalente en 2D a la superficie de una esfera. Esto no significa que el universo sea una gran bola, estas son solo formas de entender la complejidad de la geometría de cuatro dimensiones utilizando algo con lo que se está familiarizado.
En un universo cerrado, las líneas paralelas se encuentran dos veces. Esto puede parecer completamente incorrecto, pero es fácil imaginarlo. Imagine los meridianos, las líneas que proporcionan la longitud de una ubicación en la Tierra. Estas líneas son todas paralelas entre sí en el ecuador. Pero convergerán en los polos norte y sur.
Entonces, ¿de dónde viene la mejor suposición? Las observaciones de los componentes del universo dicen que en realidad está muy cerca de la densidad crítica, muy cerca de ser plano, con la incertidumbre en el territorio cerrado del cosmos. Si bien la geometría es simple (r), hay muchos problemas físicos para resolver esto.
En primer lugar, todavía no se sabe exactamente qué son la materia oscura y la energía oscura, que pueden afectar la geometría del universo. Incluso si se ignora eso, hay más problemas que resolver. Para que el universo tenga una densidad muy cercana a la densidad crítica actual, significa que tenía que ser exactamente la densidad crítica durante el Big Bang. Sin embargo, no hay ninguna razón para que esto sea así.
Hay escenarios que resuelven este y otros problemas, como la inflación cósmica, pero aún no se han confirmado experimentalmente. El tamaño del universo, si es infinito o no, depende de la forma del universo (entre otros factores). Pero eso, como dicen, es otra historia.
Con información de IFL Science
