22/Abr/04

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El Universo cambia otra vez de forma

¿Puede ser que el universo tenga la forma de la bocina de un viejo fonógrafo?

(Axxón, New Scientist) Frank Steiner, de la Universidad de Ulm en Alemania, afirma que los resultados de algunas observaciones recientes apuntan a que el cosmos se extiende como un larguísimo embudo, con un tubo delgado en un extremo y con el opuesto en forma acampanada. Esto también podría significar que el espacio es finito.

La adopción de un modelo que parece un poco estrafalario podría explicar dos observaciones intrigantes. La primera es el patrón de puntos calientes y fríos en la radiación de microondas cósmica de fondo, que muestra cómo se veía el universo apenas 380.000 mil años después del Big Bang.

Este patrón fue cartografiada en detalle en el año 2003 por la Sonda Wilkinson de Anisotropía de Microondas de la NASA (WMAP = Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). WMAP descubrió que el patrón se desvanece en las escalas más grandes: no existen burbujas calientes o frías que sean evidentes y que tengan más de 60 grados de ancho. Steiner y su grupo mantienen que un universo finito, con forma de bocina o cueno, se corresponde con esta observación, porque sencillamente, no tiene lugar donde guardar burbujas muy grandes.

El volumen presente de su modelo de universo es de casi 1.032 años luz cúbicos. Atrás en el tiempo, cuando el universo tenía solamente 380.000 años de edad, habría sido de solamente una fracción de este tamaño, demasiado pequeño como para permitir grandes fluctuaciones.

En este modelo, llamado técnicamente "de topología Picard", el universo se curva en una forma extraña. Uno de sus extremos es infinitamente largo, pero tan estrecho que tiene un volumen finito. En el otro extremo, la bocina se agranda, pero no para siempre; si se pudiera viajar en una nave hacia el extremo más abierto, en algún punto uno se encontraría viajando de pronto hacia atrás en el otro lado de la bocina.

En el universo con forma de bocina, el espacio es finito y está envuelto de una forma especial.

Los modelos con forma de bocina fueron sugeridos en la década de los 80 para encuadrarse en una anomalía similar observada por el satélite COBE, pero el grupo de Steiner es el primero en mostrar que esta idea se corresponde también con los datos de WMAP. En 2003, otro grupo declaró que el universo podría ser finito (New Scientist, 8 de octubre de 2003).

En el modelo de este grupo, el espacio tenía la forma de un balón de fútbol. Pero el modelo tuvo problemas. Debería haber dejado una firma clara en el cielo de microondas: un grupo de círculos que fueran cada uno de ellos espejo de los patrones de puntos de los otros. Pero esos círculos no parecían estar allí.

El universo en forma de bocina es más difícil de identificar. También crearía círculos que se corresponden unos a otros, pero el patrón depende del lugar de la bocina en que se encuentren.

"Nuestra búsqueda, ya publicada, de círculos que se corresponden, probablemente no descarta la topología Picard", dice Neil Cornish de la Universidad Estatal de Montana en Bozeman.

Y la idea tiene otra ventaja. En el espacio plano de la cosmología convencional, las burbujas más pequeñas en los mapas del cielo de microondas tendrían que ser redondas. Pero no lo son. "Si se observan las estructuras pequeñas, parecerían pequeñas elipses", dice Steiner. La curva del universo en forma de bocina podría ser la exacta para explicar esto. Si se mira a cada pequeño trozo de la bocina, tiene la forma de silla de montar de una papa frita Pringles, curvándose hacia abajo en una dirección y hacia arriba en la dirección perpendicular. Este espacio "curvado negativamente" podría actuar como una lente combada, distorsionando la imagen de las redondas burbujas primordiales de una forma tal que haga que las veamos elípticas. Los matemáticos pueden construir una cantidad infinita de tipos diferentes de espacios curvados negativamente, la mayoría de ellos con una o más bocinas, y muchos de ellos pueden encajar con los datos, pero el que presenta la topología Picard es uno de los más simples.

Este modelo forzaría a los científicos a abandonar el "principio cosmológico", la idea de que todas las partes del cosmos son aproximadamente iguales. "Si sucede que uno se encuentra muy adentro en el extremo angosto de la bocina, las cosas lucirían realmente muy extrañas, con dos dimensiones muy pequeñas", dice Holger Then, un miembro del equipo.

En un punto suficientemente extremo, uno podría ver su propia nuca. Sería un lugar muy interesante para explorar, pero probablemente estamos demasiado lejos del extremo delgado de la bocina como para examinarlo con telescopios. Sin embargo, ambas observaciones cruciales todavía son ambiguas, y pueden resultar ser azares estadísticos. A lo largo del próximo año, WMAP y otros experimentos investigarán si realmente faltan las grandes burbujas y si las pequeñas son realmente elípticas.