Una de las aventuras científicas más apasionantes del siglo XX ha sido el estudio del Universo: el logro del conocimiento de su origen, su forma y su desarrollo. A la hora de estudiar el universo, el ser humano ha desarrollado diferentes teorías del universo que explicasen cómo funciona y cuál era su origen.
La Teoría de la Relatividad y los inicios de la cosmología moderna
La teoría de Einstein venía a reformar la gravitación de Newton al afirmar que la gravedad está causada porque el espacio-tiempo está curvado. Una de las aplicaciones más importantes de la relatividad general ha sido la de la cosmología. El propio Einstein sugirió al principio que el Universo era una superficie esférica tridimensional y, por tanto, con curvatura constante. Einstein escogió el valor de la constante cosmológica para que contrarrestara exactamente la contracción debida a la gravedad, de manera que el universo fuera estático.
Principales modelos y teorías del universo
A pesar de existir diferentes matices dentro de cada teoría, las teorías del universo a día de hoy se pueden clasificar en varios modelos fundamentales:
- Teoría del Big Bang: Explica el origen del universo desde un principio en el que toda la energía estaba concentrada en un punto diminuto. El universo experimentó un rápido periodo de inflación cósmica y, a partir de entonces, se expandió y se convirtió en estable, más frío y menos denso.
- Teoría del estado estacionario: Sostiene que el universo es una entidad perfecta y que, a pesar de estar en expansión, esta perfección no varía gracias a la creación constante de materia.
- Teoría del universo oscilante: Propone un universo cambiante en procesos cíclicos, compuestos por un Big Bang, seguido de una expansión que terminaría finalmente en un Big Crunch, que daría a su vez un nuevo Big Bang.
- Teoría de la Creación: Se basa en que el origen del universo no estaría en sí mismo, sino en una entidad externa a este que, en la mayoría de las veces, se le denomina Dios.
Modelos de evolución y destino final
Antes de que los astrónomos supieran de la energía oscura o tuvieran una buena medición de cuánta materia existe en el universo, hicieron modelos especulativos sobre cómo el universo podría evolucionar con el tiempo. El destino final del universo tiene diversos modelos que explican lo que sucederá en función de diversos parámetros y observaciones:
- Big Crunch (Gran Implosión): Sucederá si el universo tiene una densidad de materia por encima de la densidad crítica, deteniendo su expansión hasta invertirla.
- Big Rip (Gran Desgarramiento): Sucederá si finalmente la densidad está por debajo de un valor crítico, provocando que el espacio mismo se estire hasta separar los átomos.
- Universo abierto: Si la densidad del universo es menor que la densidad crítica, la gravedad nunca es lo suficientemente importante como para detener la expansión, y así el universo se expande para siempre.
El papel de la energía oscura y la expansión acelerada
A partir de los años 1990 se comprobó que el universo parece tener una expansión acelerada, hecho que dentro de la relatividad general solo es explicable acudiendo a un mecanismo de tipo constante cosmológica. Este término antigravitatorio, ahora conocido como “energía oscura”, es la energía del vacío absoluto. La explicación aún no ha sido descubierta, pero esta imagen de Universo acelerado parece confirmar la idea de “Universo inflacionario”.
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Tabla de modelos cosmológicos según su densidad
| Modelo | Relación con densidad crítica | Destino final |
|---|---|---|
| Universo cerrado | Densidad > Crítica | Big Crunch (colapso) |
| Universo abierto | Densidad < Crítica | Expansión eterna |
| Universo plano | Densidad = Crítica | Expansión constante |
Recientemente han tomado fuerza teorías que contemplan la posibilidad de multiversos o varios universos que coexisten simultáneamente. Asimismo, investigaciones actuales exploran modelos como el del "universo en un agujero negro", que prescinde de la energía oscura al proponer que estamos dentro de un horizonte de eventos debido a la masa finita de nuestro universo.
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