jueves, 5 de septiembre de 2013

Verdadero Tamaño del Universo

Extraido de: http://astrociencia-universo.blogspot.com.es/2011/06/verdadero-tamano-del-universo.html

Primero que nada, aclarar que el Universo NO ES INFINITO, por tal motivo es finito y consecuentemente medible, además de ilimitado.

(El infinito ∞ es única y exclusivamente una expresión matemática que facilita expresar un número muy grade, pero que algo físicamente real sea infinito, es absurdo, no existe, incluso cuando hablamos del Universo).
También diferenciar entre el Universo Observable (Universo Local) y el Universo Global.
Después considerar el verdadero tamaño del Universo.

El Universo medible e ilimitado:
El universo es medible porque todo cuanto existe puede ser cuantificable, incluso el mismo Universo que existe en sí mismo, siendo éste una única entidad.
El Universo es ilimitado porque no tiene fronteras, por más que avancemos en una dirección jamás llegaríamos hasta un borde, un tope o algo que nos indique que ahí es el fin del Universo.
Hagamos una analogía:
Un buen ejemplo para explicar que el Universo es medible e ilimitado, es nuestro propio Planeta:
La Tierra es cuantificable porque tiene un tamaño específico, esto quiere decir que es posible medirla. A su vez el Planeta es ilimitado porque por más que avancemos en una dirección no vamos a llegar a un límite, de hecho si avanzamos en línea recta después de un tiempo vamos a llegar justo al mismo lugar de donde partimos, puesto que la Tierra es esférica. Nunca encontraremos tal límite, ni voltearemos desde ahí hacia abajo viendo los 4 elefantes gigantes sobre una enorme tortuga sosteniendo la Tierra plana.

Universo Observable:

Es todo el espacio del Universo (y cuanto existe en él) que nos es posible percibir por cualquier onda electromagnética (ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, ultravioleta, rayos X o rayos gamma) las cuales viajan a la velocidad de la luz.
Este espacio visible tiene forma de una esfera perfecta con radio el planeta Tierra.
En otras palabras, el límite del Universo Observable (también llamado distancia comóvil u horizonte cosmológico) es la distancia desde la Tierra que nos es posible observar gracias a la detección de las ondas electromagnéticas.

Utilizando el modelo cosmológico Lambda-CDM y los datos más recientes de la sonda WMAP se obtiene que el radio del Universo Observable es de 46,500’000,000 de Años Luz

Esto quiere decir que el tamaño del diámetro del Universo Observable es de 93,000’000,000 de Años Luz, siendo equivalente en kilómetros a:
879,847’’’933,950’’014,400’000,000 km y exponencialmente a 8.79×1023 km (casi un cuatrillón de kilómetros)
…que a su vez significa que el volumen de la esfera del Universo Observable mide:
421V160,340IV343,920III886,651II682,740I640,760 Años Luz cúbicos (más de 400 quintillones de Años Luz cúbicos ), siendo equivalente en kilómetros cúbicos a:
356,632XI959,871X617,471IX859,189VIII294,703VII350,000VI000,000V000,000IV000,000III000,000II000,000I000,000 km3, y exponencialmente a 3.56×1071 km3 (más de 350 mil undecillones).
Recordar que estas cifras son sólo una aproximación, además el Universo se está expandiendo y nuestra distancia comóvil del Universo Observable está cambiando constantemente.

Universo Global:

El Universo Global es el espacio total (y cuanto existe en él) que conforma la unidad del Todo, en otras palabras es la totalidad absoluta del Universo.
El Universo Observable (el Local), es sólo una parte del Universo Global. La verdad es que no se sabe qué tanto espacio ocupe el Universo Local en el Global, y por consiguiente tampoco se sabe el tamaño de este último.
Se cree que el Universo Global puede ser esférico y los datos de la sonda WMAP indican que el Universo Local puede ser plano (o casi). 

Hagamos una analogía:

Si comparamos el Universo Local (que puede ser plano) con la perspectiva general que una persona tiene sobre algún paisaje en el horizonte en cualquier parte del Planeta, es que esa persona verá al planeta plano si voltea a cualquier dirección, pero en realidad el Planeta es esférico, y esta persona lo puede comprobar caminando en línea recta sobre éste, hasta que en determinado tiempo logra llegar al mismo lugar de donde partió. Esto nos permite imaginar que el Universo Global es muchas veces mayor que el Universo Local ya que no vemos una curvatura muy pronunciada y nos da la perspectiva de lo gigantesco que es el Universo.
 ¿Por qué sólo podemos ver el Universo Local y no el Global?

La cuestión no es concerniente a la tecnología y construir telescopios más potentes que vean más de lo que vemos, éstos sólo lo que va a lograr mejorar es la nitidez de la imagen, más no la distancia hasta donde se puede explorar a pesar de la mejora tecnológica. 
El punto es que el Universo se expande y no sólo eso, sino que también lo hace de forma acelerada, tan rápido que de hecho la velocidad de expansión del Universo a una distancia comóvil es más rápido que la velocidad de la luz (esto no infringe ninguna ley), siendo para esa distancia 3.31 veces la velocidad de la luz.
Por lo tanto si la velocidad con la que se expande el Universo es mayor que la velocidad con la que la onda electromagnética viaja a través del mismo, esa misma onda jamás va a llegar hasta el otro lado del Universo.
Hagamos una analogía:

Supongamos que sobre la superficie de un globo hay 2 hormigas y cerca de ellas hay un pedazo de comida, las hormigas están alineadas con la comida, estando una hormiga más cerca de la comida que la otra formando una línea de 3 puntos.
El globo representa el Universo en expansión, la hormiga representa la onda electromagnética, la velocidad con la que camina la hormiga representa la velocidad de la luz (velocidad a la que la onda electromagnética viaja) y el pedazo de comida representa a la Tierra.
Entonces supongamos que las 2 hormigas se dirigen al pedazo de comida y las 2 viajan a la misma velocidad (velocidad de la luz), en eso el globo se infla lo que ocasionará que las hormigas tengan que caminar y seguir caminando mayor espacio para alcanzar la comida mientras a medida que el globo se infla (universo expandiéndose).
Después de un tiempo la hormiga A que es la más cercana a la comida logra llegar a ella, esto equivale a que la luz de galaxias muy lejanas (45,600’000,000 Años Luz) después de 13,700 millones de años nos llega a la Tierra.
Pero la hormiga B jamás va a llegar al pedazo de comida puesto que el espacio del globo entre la hormiga B y la comida se expande con una velocidad mayor que con la que la hormiga puede andar, esto equivale a que la luz de galaxias muy lejanas (mayor a 45,600’000,000 Años Luz) jamás va a llegar a la Tierra.
Entonces ¿Cuál es el verdadero tamaño del Universo?

El verdadero tamaño del Universo Global es imposible de saber si no se sabe cuál es la forma precisa que tiene éste.
El verdadero tamaño del Universo NO, repito NO se puede inferir a parir de datos cosmológicos de nuestro entorno, el cual es el Universo Observable.
Algunos de estos datos son masa, densidad, temperatura, Unidades de Planck y edad del Universo, así como geometría del Universo Observable, radio de curvatura, constantes (como la velocidad de la luz), y demás.
No importa cuántos datos dispongamos del Universo Observable, incluso si conociéramos todas las características y propiedades exactas de nuestro Universo Observable no podríamos determinar ni el tamaño ni la forma de nuestro Universo Global, todo esto debido a una sencilla razón: porque la geometría Local del Universo no determina su topología Global. Al igual que un grano de arena NO determina el tamaño de la playa.
Para determinar el verdadero tamaño del Universo sería necesario conocer su geometría y topología Global, cosa que es imposible debido a que estamos limitados por la distancia comóvil, lo cual no es cuestión de qué tanto avance la tecnología, sino que es una imposibilidad física.
Supongamos que el Universo Global fuese esférico (algo imposible de saber), entonces la curvatura local nos permitiría determinar el verdadero tamaño del Universo Global (corresponde a la analogía del arco y el círculo). Pero aquí hemos hecho una suposición no verificable, no sabemos si la curvatura en todo el Universo Global es constante.
Por los datos de la sonda WMAP sabemos que la curvatura espacial del Universo Observable es aproximadamente nula (k ≈ 0), lo que quiere decir que el Universo Local sería plano (geometría euclídea (E³)). No obstante, probablemente el Universo Global podría ser esférico (S³).
Podríamos conocer el tamaño global del universo si de algún modo tuviéramos acceso a una perspectiva global, supracósmica, lo que implicaría contemplar el universo como un todo, es decir, desde el exterior del propio universo, lo cual obviamente es imposible: no existe ninguna "perspectiva supracósmica" ni existe algún "exterior del universo".

Para finalizar no queda más que decir que nos falta saber mucho del Universo pero que lamentablemente quizá habrá cosas que jamás vayamos a saber (como el verdadero tamaño del Universo Global), sólo el tiempo lo dirá.
El Universo Local es gigantesco y nosotros ocupamos sólo una pequeña parte de él, pero a su vez, el Universo Local sólo ocupa lo que posiblemente es una gugoldésima (1 / (1×10100)) parte del Universo Global, el verdadero tamaño de Universo.