Este reportaje apareció originalmente en el número de diciembre de la revista Discover con el título «¿Es el universo infinito?» Apoye nuestro periodismo científico haciéndose suscriptor.
Cuando Galileo Galilei apuntó su primer telescopio a los cielos en 1610, descubrió «congeries de innumerables estrellas» ocultas en la banda de luz llamada Vía Láctea. Aquel día nuestro cosmos creció exponencialmente. Aproximadamente tres siglos después, los límites cósmicos volvieron a explotar cuando los astrónomos construyeron telescopios lo suficientemente grandes como para mostrar que la Vía Láctea es sólo uno de los muchos «universos isla». Pronto descubrieron que el universo también se estaba expandiendo y que las galaxias se alejaban unas de otras a velocidades cada vez más rápidas.
Desde entonces, telescopios cada vez más grandes han demostrado que el universo observable se extiende a lo largo de unos incomprensibles 92.000 millones de años luz y contiene quizás 2 billones de galaxias. Y, sin embargo, los astrónomos siguen preguntándose cuánto más universo hay ahí fuera, más allá de lo que observan.
«El universo siempre ha sido ligeramente más grande de lo que podemos ver», afirma Virginia Trimble, de la Universidad de California en Irvine, astrónoma y experta en la historia de este campo.
Construir telescopios más grandes no ayudará a ampliar el cosmos. «Los telescopios sólo observan lo observable. No pueden ver hacia atrás en el tiempo más allá de la edad del universo», explica el cosmólogo ganador del Premio Nobel John Mather, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, que también es científico jefe del telescopio espacial James Webb. «Así que estamos totalmente limitados. Ya hemos visto todo lo que se puede imaginar». En el borde, vemos el resplandor sobrante del Big Bang, la llamada radiación cósmica de fondo de microondas (CMB). Pero este no es un borde mágico del universo. Nuestro cosmos sigue avanzando. Sólo que quizá nunca sepamos hasta dónde.
En las últimas décadas, los cosmólogos han tratado de resolver este misterio determinando primero la forma del universo, como el antiguo matemático griego Eratóstenes calculó el tamaño de la Tierra utilizando una simple trigonometría. En teoría, nuestro universo puede tener una de las tres formas posibles, cada una de ellas dependiente de la curvatura del propio espacio: en forma de silla de montar (curvatura negativa), esférica (curvatura positiva) o plana (sin curvatura).
Pocos han defendido un universo en forma de silla de montar, pero un cosmos esférico tiene sentido para nosotros los terrícolas. La Tierra es redonda, al igual que el sol y los planetas. Un universo esférico permitiría navegar por el cosmos en cualquier dirección y acabar de nuevo en el punto de partida, como la tripulación de Fernando de Magallanes circunnavegando el globo. Einstein llamaba a este modelo «universo finito pero sin límites»
Pero a partir de finales de la década de 1980, una serie de observatorios en órbita construidos para estudiar el CMB realizaron mediciones cada vez más precisas que mostraban que el espacio no tiene ninguna curvatura. Es plano hasta los límites de lo que los astrónomos pueden medir: si es una esfera, es una esfera tan enorme que incluso todo nuestro universo observable no registra ninguna curvatura.
«El universo es plano como una hoja de papel», dice Mather. «Según esto, podrías continuar infinitamente lejos en cualquier dirección y el universo sería igual, más o menos». Nunca llegarías a un borde de este universo plano; sólo encontrarías más y más galaxias.
Eso está muy bien para la mayoría de los astrónomos. Un universo plano concuerda tanto con la observación como con la teoría, por lo que la idea se sitúa ahora en el corazón de la cosmología moderna.
El problema es que, a diferencia de un universo esférico, uno plano puede ser infinito… o no. Y no hay una forma real de distinguirlo. «¿Qué se podría buscar para ver si hay un universo infinito?» dice Trimble. «Nadie lo sabe del todo».
Así que, en su lugar, los astrónomos esperan que la respuesta pueda venir de la teoría: un modelo que podría ofrecer una prueba indirecta en un sentido u otro. Por ejemplo, el Modelo Estándar de la física predijo la existencia de numerosas partículas, como el Bosón de Higgs, años antes de que fueran realmente descubiertas. Sin embargo, los físicos seguían presumiendo que esas partículas eran reales.
«Si tienes una buena descripción de todo lo que has observado hasta ahora y predice que algo es cierto, entonces esperas que lo sea», dice Trimble. «Así es como la mayoría de los científicos piensan en cómo funciona la ciencia»