Cosmólogos afirman que el cosmos sería al menos 250 veces más grande que el universo visible - principal


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Según un estudio realizado sobre las más recientes observaciones, el universo es mucho más grande que lo que parece

Cuando observamos el universo, lo que podemos ver debe estar lo suficientemente cerca como para que su luz llegue a nosotros desde su comienzo. El universo tiene más o menos 14.000 millones de años de existencia, por lo que en una primera mirada es razonable pensar que no podemos ver las cosas que están más allá de los 14.000 millones de años luz de distancia.

Sin embargo, esto no es del todo correcto. Como el universo se está expandiendo, las cosas visibles más distantes se encuentran mucho más lejos que eso. De hecho, los fotones del fondo cósmico de microondas han viajado unos 45.000 millones de años luz para llegar hasta nosotros. Esto hace que el universo visible tenga un diámetro de unos 90.000 millones de años luz.

Esto es grande, pero casi seguro el universo es mucho mayor. La pregunta que muchos cosmólogos se hacen es ¿cuánto más grande es? Hoy tenemos una respuesta gracias a un interesante análisis estadístico de Mihran Vardanyan, dn la Universidad de Oxford, y sus compañeros.

Como es obvio, no se puede medir directamente el tamaño del universo, pero los cosmólogos tienen varios modelos que indican cuán grande podría ser. Por ejemplo, una de las líneas de pensamiento es que si el universo se expandió a la velocidad de la luz durante la inflación, entonces debería ser de 1023 veces mayor que el universo visible.

Otras estimaciones dependen de una serie de factores y, en particular, de la curvatura del universo: si está cerrado como una esfera, plano o abierto. En los dos últimos casos, el universo tiene que ser infinito.

Si podemos medir la curvatura del universo, entonces podemos poner límites a cuán grande ha de ser.

Resulta que en los últimos años los astrónomos tuvieron varias formas ingeniosas de medir la curvatura del universo. Una de ellas es buscar un objeto distante de tamaño conocido y medir cuán grande se lo ve. Si es mayor a como se debería ver, el universo es cerrado, si es del tamaño correcto, el universo es plano, y si es más pequeño, el universo es abierto.

Los astrónomos saben de un tipo de objeto que encaja con esta necesidad: las ondas en el universo primitivo que se congelaron como el fondo cósmico de microondas. Ellos pueden medir el tamaño de estas ondas, llamadas oscilaciones acústicas bariónicas, utilizando observatorios espaciales como el WMAP.

Además hay otros indicadores, como la luminosidad de las supernovas tipo Ia en las galaxias distantes.

Pero cuando los cosmólogos examinan todos estos datos, encontramos que los diferentes modelos del universo dan respuestas diferentes al asunto de su curvatura y tamaño. ¿Cuál se debe elegir?

El avance que Vardanyan y sus compañeros han hecho es encontrar un modo de promediar los resultados de todos los datos de la manera más sencilla posible. La técnica que utilizaron se llama promedio bayesiano de modelos, y es mucho más sofisticada que el ajuste de curva que utilizan a menudo los científicos para explicar sus datos.

Una analogía útil sería con los primeros modelos del Sistema Solar. Con la Tierra en el centro del Sistema Solar, poco a poco se hizo más y más difícil ajustar los datos de observación para que encajaran con el modelo. Sin embargo, los astrónomos encontraron la manera de hacerlo introduciendo sistemas cada vez más complejos, el modelo de “las ruedas dentro de ruedas” del Sistema Solar.

Ahora sabemos que el enfoque era del todo erróneo. Lo que les preocupa a los cosmólogos es que esté ocurriendo ahora un proceso similar con los modelos del universo.

El promedio bayesiano de modelos nos resguarda automáticamente de eso. En lugar de preguntarse cuán bien se ajusta el modelo a los datos, se formula una pregunta diferente: dados los datos, ¿cuán probable es que el modelo sea el correcto? Este enfoque es va automáticamente en contra de los modelos complejos, es una especie de navaja de Occam estadística.

Al aplicarlo a diversos modelos cosmológicos del universo, Vardanyan y sus colegas pueden aplicar restricciones importantes sobre la curvatura y el tamaño del universo. De hecho, resulta que sus limitaciones son mucho más estrictas que lo que es posible con otros métodos.

Ellos dicen que la curvatura del universo está limitada a un valor muy cerca de 0. En otras palabras, el modelo más probable es que el universo sea plano. Un universo plano además sería infinito y sus cálculos son coherentes con esto, también. Muestran que el universo es al menos 250 veces más grande que el volumen de Hubble. (El volumen de Hubble es similar al tamaño del universo observable.)

Eso es grande, pero en realidad mejor limitado que con muchos otros modelos.

Y el hecho de que esto surja de un método estadístico tan elegante significa que es probable que este trabajo tenga un gran atractivo. Si es así, bien puede terminar siendo usado para ajustar y restringir otras áreas de la cosmología.

Referencia de publicación: arxiv.org/abs/1101.5476: Applications Of Bayesian Model Averaging To The Curvature And Size Of The Universe.

Fuente: Technology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti


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