Espacio · Fundamentos
El universo tiene unos 13,8 mil millones de años, y la región observable en la actualidad mide aproximadamente 93 mil millones de años luz de diámetro. Esta aparente contradicción nos lleva al corazón de la cosmología moderna: la luz viaja por un espacio que cambia mientras lo recorre.
Nuestro horizonte cósmico no es una pared exterior
Para comprender el tamaño del cosmos, primero es necesario distinguir entre el universo observable y el universo en su totalidad. La región observable es aquella desde la que ha podido llegarnos información desde las primeras etapas de la historia cósmica. Su radio actual es de aproximadamente 46 mil millones de años luz, y su diámetro, de unos 92 a 93 mil millones de años luz. La pequeña diferencia entre las cifras citadas habitualmente no constituye una contradicción fundamental en esta presentación con valores redondeados. Este límite no es una pared fotografiada ni un borde del espacio cuya existencia se haya demostrado. Describe un horizonte de observación. Sabemos mucho menos sobre el tamaño total del universo. Podría ser mucho mayor que la porción que podemos ver; sigue sin resolverse si es espacialmente finito o infinito. Ni siquiera un telescopio de mayor resolución puede hacer aparecer por arte de magia información que aún no nos ha llegado. Por tanto, afirmar que «el universo mide 93 mil millones de años luz» sería demasiado general: esa cifra corresponde a la región observable.
Por qué el tamaño y la edad son compatibles
Según el modelo cosmológico estándar, el universo tiene unos 13,8 mil millones de años. Esta edad se deduce de las observaciones y de un modelo de su evolución, especialmente a partir de la radiación cósmica de fondo y de la expansión. No es una edad que pueda leerse en un único reloj estelar. Parecería natural esperar un radio de, como máximo, 13,8 mil millones de años luz. Sin embargo, eso supondría que el espacio no cambia. Mientras esa luz antiquísima viajaba hacia nosotros, las distancias cósmicas aumentaron. Por ello, las regiones de las que procede esa luz se encuentran hoy considerablemente más lejos de lo que sugiere una simple multiplicación de la velocidad de la luz por el tiempo de viaje. La distancia actual, la distancia de entonces y el tiempo de viaje de la luz son magnitudes distintas. A distancias cósmicas, no se pueden intercambiar unas por otras arbitrariamente.
Expansión por minuto: una cifra requiere especificar una distancia
No existe una única velocidad para todo el universo que responda a la pregunta de cuánto crece por minuto. La expansión actual se describe mediante la constante de Hubble. De forma simplificada, para la componente debida a la expansión cósmica se cumple: velocidad = constante de Hubble × distancia actual. Cuanto mayor es la distancia entre regiones que se desplazan con la expansión cósmica, mayor es el ritmo al que aumenta actualmente esa distancia. Como valor ilustrativo para el cálculo, redondeado deliberadamente, tomamos 70 kilómetros por segundo por megapársec. Un megapársec equivale a unos 3,26 millones de años luz. De ello resulta que, para una distancia de un megapársec, se añaden aproximadamente 4.200 kilómetros por minuto. A diez megapársecs, son 42.000 kilómetros por minuto; a cien megapársecs, 420.000. Estas son conversiones que hemos realizado a partir de la tasa elegida, no tres valores medidos de forma independiente. La unidad es importante: 4.200 kilómetros por minuto y por megapársec no representan una aceleración «de 4.200 kilómetros por minuto cada minuto». Tampoco todos los objetos crecen con la expansión. Los átomos, las personas, la Tierra y los sistemas ligados gravitacionalmente, como el sistema solar, no siguen sin más la expansión cósmica. En nuestro entorno, los movimientos peculiares y la gravedad pueden superponerse a la componente debida a la expansión.
Fuentes: [2]
La tensión de Hubble y la expansión acelerada
No hay una cifra indiscutida para la tasa de expansión actual. A partir de las observaciones del universo temprano y del modelo estándar se obtienen aproximadamente entre 67 y 68 kilómetros por segundo por megapársec; las mediciones locales de distancias suelen proporcionar valores en torno a 73. Esta diferencia se denomina tensión de Hubble. El valor de 70 utilizado para el cálculo en el apartado anterior es una elección didáctica, no un promedio que resuelva el problema de investigación. Hay que distinguir esta cuestión de la observación de que la expansión cósmica se está acelerando en la etapa más reciente de la historia del universo. En el modelo estándar, esto se describe mediante la energía oscura. Eso no significa automáticamente que el parámetro de Hubble —cuyo valor actual es la constante de Hubble— aumente con el tiempo: es una tasa relativa de expansión, mientras que el término «acelerada» se refiere a la evolución del factor de escala cósmico. Estas distinciones ponen de manifiesto por qué las palabras intuitivas necesitan a veces definiciones más precisas. Además, a distancias muy grandes, la tasa de cambio de la distancia cósmica puede superar la velocidad de la luz. Esto no equivale al movimiento local de una nave espacial por el espacio a una velocidad superior a la de la luz. La teoría de la relatividad especial limita las velocidades locales de propagación de las señales; los cambios de distancia cósmica en un espacio-tiempo en expansión deben tratarse de otra manera. El futuro desconocido del universo no puede determinarse a partir de ello mediante una única extrapolación lineal.
Fuentes e información adicional
- [1] NASA: How Big Is Space?nasa.gov
- [2] NASA/Hubble: The Hubble Constant and the Hubble Tensionscience.nasa.gov
- [3] NASA: Building Blocks of the Universescience.nasa.gov
Redactado con asistencia de IA a partir de las fuentes mencionadas y con formulación propia. Las cifras están redondeadas; las estimaciones, las hipótesis de modelos y las preguntas de investigación abiertas se contextualizan expresamente. Es un artículo de fundamentos, no una noticia de última hora.