Nuestro Universo comenzó a partir de un Big Bang, pero eso no significa que lo imaginemos correctamente. La mayoría de nosotros piensa en él como una explosión: donde todo comenzó caliente y denso a la vez, y luego se expandió y se enfrió a medida que los diferentes fragmentos se alejaban unos de otros. Pero por muy tentadora que sea esa imagen, no es en absoluto correcta. Esto llevó a Jasper Evers a plantear una muy buena pregunta:
Me pregunto cómo es que no hay un centro del universo y cómo es que la radiación cósmica de fondo está muy lejos por donde quiera que miremos. Me parece que cuando el universo se expande… debería haber un lugar donde empezara a expandirse.
Pensemos por un momento en la física de una explosión y en cómo sería nuestro Universo si empezara a partir de una.
Una explosión comienza en un punto, y se expande hacia afuera rápidamente. El material que más rápido se mueve hacia afuera es el que más rápido se expande. Cuanto más lejos estés del centro de la explosión, menos material te llegará. La densidad de energía desciende a medida que pasa el tiempo en todas partes, pero desciende más rápido cuanto más lejos de la explosión, porque el material energético es más escaso en las afueras. No importa dónde estés, siempre podrás -suponiendo que no seas destruido- reconstruir el centro de la explosión.
Pero este no es el Universo que vemos. El Universo se ve igual a grandes y cortas distancias: las mismas densidades, las mismas energías, el mismo número de galaxias, etc. Los objetos lejanos, que se alejan de nosotros a mayor velocidad, no parecen tener la misma edad que los objetos más cercanos que se mueven a menor velocidad; parecen más jóvenes. No hay menos objetos a grandes distancias, sino más. Y si echamos un vistazo a cómo se mueve todo en el Universo, descubrimos que, a pesar de que podemos ver a decenas de miles de millones de años luz, el centro reconstruido cae justo sobre nosotros.
¿Significa eso que nosotros, de entre todos los trillones de galaxias del Universo, nos encontramos casualmente en el centro del Big Bang? Y que el «bang» inicial se configuró de tal manera -con densidades irregulares y no homogéneas, energías, «tiempos de inicio» y un misterioso resplandor de 2,7 K- para conspirar para que estemos en el centro? Qué Universo tan poco generoso sería si ese fuera el caso: configurarse de esta manera increíblemente irreal al principio.
Tiene propiedades similares en todas partes, incluyendo la densidad, la temperatura, el número de galaxias, etc. Sin embargo, si miráramos hacia afuera, lo que veríamos sería la evidencia de un Universo en evolución. Debido a que el Big Bang ocurrió en todas partes a la vez hace una cantidad finita de tiempo en una región del espacio, y esa región es todo lo que es observable para nosotros, cuando miramos desde nuestro punto de vista, estamos viendo una región del espacio que no es tan diferente de nuestra propia posición en el pasado.
Mirar hacia atrás a grandes distancias cósmicas es similar a mirar hacia atrás en el tiempo. Tenemos 13.800 millones de años… desde el Big Bang donde estamos, pero el Big Bang también ocurrió en todos los demás lugares que podemos ver. El tiempo de viaje de la luz hasta esas galaxias significa que estamos viendo esas regiones distantes tal y como eran en el pasado. Crédito de la imagen: NASA, ESA y A. Feild (STScI), a través de http://www.spacetelescope.org/images/heic0805c/.
Las galaxias cuya luz tardó mil millones de años en llegar aquí aparecen tal y como eran hace mil millones de años; las galaxias cuya luz tardó diez mil millones de años en llegar aquí aparecen tal y como eran hace diez mil millones de años. Hace 13.800 millones de años, el Universo estaba dominado por la radiación, no por la materia, y cuando el Universo formó por primera vez átomos neutros, esa radiación aún persiste, habiéndose enfriado y desplazado al rojo debido al Universo en expansión. Lo que percibimos como Fondo Cósmico de Microondas no es sólo el resplandor sobrante del Big Bang, sino que esta radiación es observable desde cualquier lugar del Universo.
No existe necesariamente un centro del Universo; lo que llamamos «región» del espacio donde ocurrió el Big Bang podría ser infinita. Si hay un centro, podría estar literalmente en cualquier parte y no lo sabríamos; la parte del Universo que podemos observar es insuficiente para revelar esa información. Necesitaríamos ver un borde, una anisotropía fundamental (en la que diferentes direcciones parecen diferentes) en las temperaturas y en el número de galaxias, y nuestro Universo, en las escalas más grandes, realmente parece el mismo en todas partes y en todas las direcciones.
Concepción a escala logarítmica del universo observable. Crédito de la imagen: usuario de Wikipedia Pablo… Carlos Budassi.
No hay un lugar donde el Universo comenzó a expandirse por el Big Bang; hay un momento en el que el Universo comenzó a expandirse. Eso es el Big Bang: una condición que afecta a todo el Universo observable en un momento concreto. Es por eso que mirar a mayores distancias en todas las direcciones significa mirar hacia atrás en el tiempo. Por eso todas las direcciones parecen tener propiedades aproximadamente uniformes. Y es la razón por la que nuestra historia de la evolución cósmica puede remontarse hasta donde nuestros observatorios pueden ver.
Quizás el Universo tenga una forma y un tamaño finitos, pero si es así, esa información es inaccesible para nosotros. La porción del Universo observable para nosotros es finita, y esa información no está contenida en ella. Si piensas en el Universo como un globo, una barra de pan o cualquier otra analogía que quieras, recuerda que sólo puedes acceder a una pequeña parte del Universo real; lo que es observable para nosotros es sólo un límite inferior de lo que hay ahí fuera. Podría ser finito, podría ser infinito, pero de lo que estamos seguros es de que se está expandiendo, se está haciendo menos denso, y cuanto más lejos miremos, más atrás en el tiempo podremos ver. Como dice la astrofísica Katie Mack:
El Universo se está expandiendo como se expande tu mente. No se está expandiendo en nada; sólo se está volviendo menos denso.
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