Incluso dónde se extiende el Cosmos? Cómo de grande es el Cosmos y por qué podría estar hecho de píxeles

Si la contaminación lumínica de las ciudades se lo permite, cada noche  puede ver un espectáculo inigualable. Una negrura profunda colocada detrás de los innumerables puntos de luz de los astros más cercanas a la Tierra y, con mucha suerte, un brillo lechoso y sutil procedente de las miles de millones de estrellas de la Vía Láctea. Casi toda la luz que ve ha viajado años y siglos incluso llegar a usted. Pero en esos espacios negros que observa hay un hondo vacío habitado por miles de millones de galaxias situadas demasiado, demasiado más allá, y que sus ojos no pueden percibir.

Pero, ¿alguna vez se ha preguntado incluso dónde llega todo?¿Por qué vivimos en un lugar tan inconmensurable, con tantos y tantos mundos, estrellas y galaxias? ¿Hay algo al otro lado de todo eso, o más bien el cosmos es infinito? Jorge Cham y Daniel Whiteson reconocen que nadie lo sabe en su texto  «No tenemos ni idea: una guía para el Cosmos desconocido» (editorial Capitán Swing). Debido a unas explicaciones muy amenas y divertidas y un cumulo de ilustraciones graciosas, podrá aprender lo poco que conocemos sobre las cuestiones más esenciales del Cosmos. Cosas como de qué están hechas las cosas, qué son en verdad el tiempo y el cosmos, por qué no se puede viajar más rápido que la luz (casi jamás) o por qué hay cosas como la materia y la energía oscuras.

Una de las cuestiones que cualquiera se puede realizar mirando el firmamento es cómo de grande es el Cosmos. Incluso dónde llega, si es que tiene un límite, y que hay más allá, si es que eso tiene sentido. Y si no, ¿es que el Cosmos es infinito? Aceptar eso incluye que cualquier cosa que tenga alguna probabilidad de ocurrir ocurrirá, y que lo hará un número infinito de veces. ¿Estará poblado el Cosmos por infinitos mundos de color fluorescente habitados por infinitos dragones azules?

Lo que conocemos es que «el Cosmos es increíblemente grande y está, básicamente, vacío», escriben Cham y Whiteson. «Si los astros estuvieran más próximas entre sí, el firmamento nocturno sería demasiado más reluciente. Si los astros estuvieran más alejadas unas de diferentes, el firmamento nocturno sería oscuro y deprimente». En este sentido, le recomendamos que lea  esta noticia sobre lo inmensamente grande que es el Sistema Solar y lo alejados que están sus mundos.

¿Por qué el Cosmos tiene estructura?

conforme, todo está vacío y separado, pero resulta que además está estructurado, fundamentalmente por la gravedad, en colosales «grumos» de estrellas, en grupos de gigantescas galaxias y en familias de grupos de galaxias. «La estructura del Cosmos es muy jerárquica: las lunas orbitan mundos, los mundos orbitan estrellas, los astros orbitan el centro de las galaxias, las galaxias se mueven alrededor del centro de sus cúmulos y los cúmulos giran alrededor de los centros de los súpercumulos», escriben los autores de «No tenemos ni idea».

Curiosamente, estos súpercumulos parecen ser, de instante, la mayor estructura que existe en el Cosmos: forman láminas y filamentos de centenares de millones de años luz de largo y decenas de millones de años luz de ancho (recordemos que el Sol está a 8,3 minutos luz de la Tierra, que el Sistema Solar tiene un radio de aproximadamente un año luz y que la Vía Láctea mide 100.000 a 300.000 años luz). ¿Por qué no hay cosas más grandes? ¿Por qué no solo hay una súper galaxia o un súper Sistema Solar? ¿Por qué hay una estructura tan complicada y no somos solo una sopa de átomos?

De grumos a galaxias

A lo largo de varias páginas, Jorge Cham y Daniel Whiteson explican por qué. Básicamente, se estima que la provoca es que en un Cosmos muy adolescente aparecieron unas fluctuaciones, fruto de la aleatoriedad de la mecánica cuántica, que hicieron que no fuera homogéneo. Estas arrugas se expandieron por doquier, durante la etapa de inflación, y después permitieron que la masa se concentrara en ciertos puntos y no en diferentes. Estos grumos de masa fueron creciendo y creciendo, y se convirtieron en las semillas de las galaxias, que a su vez permitieron la génesis de los astros y los mundos. ¡Puede parecer inverosimil, pero todo esto tiene base científica! La llamada radiación de fondo de microondas, como ejemplo, un eco de energía que muestra cómo era el Cosmos hace demasiado tiempo, tiene pequeñas ondulaciones que concuerdan con estas flucutaciones cuánticas tan relevantes.

Después, la gravedad se salió con las suya. Formó mundos y en varios de ellos consiguió crear núcleos fundidos por la presión. Comprimió tanto el gas de los astros, que consintió que estas estallaran por medio de la fusión nuclear sin terminar despedazadas. La mayor parte da gravedad, en cambio, está asociada con la materia oscura y la atracción que mantiene unidas las galaxias, a pesar de que sus estrellas giren a velocidades de vértigo (el Sistema Solar gira a una pasmosa  velocidad de 828.000 kilómetros por hora, en relación con la galaxia).

Pero, ¿qué es el cosmos?

Actualmente que ya entendemos que las fluctuaciones cuánticas, en un origen, y la gravedad, después, permitieron que apareciera la estructura del Cosmos, solo nos falta comprender incluso dónde llega. Fácil, ¿no?

Para poder responder a esta duda conviene tener en cuenta algo que puede resultar muy chocante: el cosmos es una cosa. Si le piden que se imagine el cosmos, quizás se imaginará un hueco, un cubo transparente o blanco situado entre varios puntos de mención u objetos, o bien como una especie de escenario vacío, una ausencia de cosas, en la que, paradójicamente, ocurren cosas. «Si sigues con este razonamiento, resulta que el cosmos es algo que puede existir por sí mismo, sin que haya materia que lo llene», escriben Cham y Whiteson.

en cambio, además pudiera ser que el cosmos fuera algo que no pudiera existir sin materia, que no fuera otra cosa que la relación entre la materia. «Según esta perspectiva, no puedes tener “cosmos vacío”, porque el plan del cosmos que está más allá del último trozo de materia no tiene sentido. Como ejemplo, no puedes medir la separación entre dos partículas si no tienes ninguna partícula». Es decir, el concepto de cosmos desaparecería si no hubiera partículas que lo definieran.

un gran numero de los físicos consideran que ninguna de estas explicaciones es cierta. El cosmos no es ni un vacío que exista por sí solo ni una relación entre la materia. Es una cosa física que se deforma, se ondula y se expande, tiene propiedades y comportamientos, y reacciona a la masa y la energía que hay en el Cosmos, tal como poco a poco los investigadores van descubriendo. Por el instante, se ha averiguado que su curvatura es casi inexistente, es prácticamente plano, porque hay la cantidad exacta de materia para que así sea, por término medio alrededor de cinco átomos de hidrógeno (el elemento más abundante y básico del Cosmos) por centímetro cúbico de cosmos.

¿Tiene píxeles el Cosmos?

asimismo, cabría preguntarse si el cosmos está hecho de trocitos individuales de cosmos, como los píxeles de una pantalla de televisión, o bien si es un continuo, infinitamente uniforme incluso la mínima escala. ¿Hay un número infinito de zonas en los que una partícula pueda estar entre dos puntos del cosmos? ¿O hay un número limitado de posiciones?

No tenemos ni idea. los investigadores conocen que todo, la materia, la energía, las fuerzas, está cuantizado, experimenta saltos discretos. asimismo, se sospecha que hay una separación mínima entre dos cosas, a partir de la cual la ubicación, como ejemplo, de una partícula, no está determinada: por debajo de esa separación no hay información sobre su ubicación. Esta separación es la separación de Planck (h), y equivale a 10^-35 metros. Es muy factible que este número sea un cálculo aproximado del tamaño de los píxeles que forman el cosmos.

Si así fuera, «el cosmos es una red de nodos conectados, como las estaciones de metro». Eso que llamamos cosmos no será, por lo tanto, «más que las relaciones entre los nodos, y todas las partículas del Cosmos serían sencillamente propiedades de este cosmos, más que elementos que están en él», según los autores del texto. De hecho, la hipotesis de partículas actual se basa en la existencia de campos cuánticos llenando el cosmos. «Un campo significa, sencillamente, que hay un número o un valor relacionado con cada punto de ese cosmos. Según esta idea, las partículas solo son estados excitados de estos campos».

¿Qué tamaño tiene el Cosmos, por lo tanto?

Actualmente que conocemos un poco mejor, o quizás más bien al contrario, qué es el cosmos, es cuando se puede contestar a la duda de cuán extenso es el Cosmos. ¿Por qué? Porque actualmente cobra sentido algo que ocurrió durante la era de la inflación, durante los instantes posteriores al Big Bang: el cosmos se expandió más rápido que la velocidad de la luz.

Por eso, el tamaño del Cosmos es demasiado más que la velocidad de la luz multiplicada por la edad de todo, 13.800 millones de años. Debido a la expansión del cosmos, podemos observar cosas que solían estar más cerca de nosotros de lo que están actualmente. ¿Incluso cuándo? Incluso una separación de 46.500 millones de años luz. Esto es todo el Cosmos que podemos observar hoy.

Pero lo cierto es que el Cosmos se está expandiendo aun hoy a gran velocidad, de figura que, minuto a minuto, es más voluminoso. Las cosas se alejan de nosotros al mismo tiempo que el propio cosmos se expande. Y, de hecho, hay objetos cuya separación respecto a nosotros aumenta tan velozmente que la luz que emiten jamás nos alcanzará. «En diferentes palabras, es factible que el Cosmos observable jamás alcance al resto del Cosmos, y jamás veremos en toda su extensión las cosas que hay ahí fuera», escriben los autores de «No tenemos ni idea».

Por tanto, lo más probable es que jamás sepamos incluso dónde se extiende el Cosmos.

¿Es el Cosmos infinito?

Pero, aparte de esto, hay varias conjeturas. Como escriben Cham y Whiteson, varios han propuesto que «el cosmos mismo –esa cosaque se dobla y retuerce– es finito: se curva sobre sí mismo de tal modo que si viajas en una dirección terminarás llegando al punto del que saliste». Si la edad del Cosmos fuera bastante (de figura que la frontera de lo observable avanzase lo bastante), en el firmamento aparecerían varias veces los mismos objetos.

igualmente podría ser que el Cosmos fuera infinito y tuviera cantidades infinitas de materia y de energía. ¿Por qué no? la idea es complicado de aceptar, pero, ¿no lo es además aceptar la existencia de centenares de miles de millones de galaxias? ¿No nos costará aceptarlo porque el Cosmos es la única cosa infinita que podemos ver? En este escenario, ocurre que todo lo que puede suceder, con cierta probabilidad, sucederá. ¡Tanto que sucederá infinitas veces! Pero, para que un Cosmos infinito encaje con lo que vemos, tiene que darse una circunstancia: que el Big Bang hubiera ocurrido al mismo tiempo en todos lados… ¡Bang!

Quizás la cercana vez que mire al firmamento nocturno vea las cosas de otro modo.