¿Qué se está escondiendo más allá de los bordes del universo? ¿Es el universo realmente infinito? ¿Podría la humanidad llegar al universo? Si es así, ¿por qué métodos?
El universo fascina e intrigado; Está lleno de misterios y plantea muchas preguntas a las que la humanidad aún no ha encontrado una respuesta. La mayoría ya está familiarizada con la teoría de que el universo es infinito. Sin embargo, en los últimos años, cada vez más voces han aumentado y desafían esta teoría. Si tuviéramos que creer, entonces gran parte de lo que creemos que sabemos sobre el universo podría ser falso.


El universo observable
Para comprender mejor las dimensiones reales del universo, en primer lugar, entendemos el concepto de «universo observable». Es estrictamente desde el punto de vista de la definición, el «universo observable» consiste en planetas, estrellas, sistemas solares, galaxias y otros elementos cósmicos que, en principio, se pueden observar desde la Tierra. Esto es posible porque la luz emitida por estos objetos tuvo tiempo suficiente para llegar a nosotros.
Suponiendo que el universo es isotrópico (tiene propiedades independientes del espacio), la distancia al borde del universo observable es el mismo, independientemente de la dirección en la que «miramos». Prácticamente, el universo observable tiene una «forma» relativamente esférica y el observador (nuevo) se encuentra en el centro.
Por lo que podemos ver en el espacio no depende necesariamente de la tecnología que tenemos a su disposición, pero más depende de la capacidad de la luz para alcanzarnos. Ahora podemos «ver» hasta 46 mil millones de años luz en cualquier dirección. Esto significa que el universo observable mide aproximadamente 93 mil millones de años de luz de diámetro (de un extremo a otro).
Para comprender mejor la magnitud del universo observable, creo que: un año claro es la distancia que la luz pasa en un año, a saber, unos 9 billones de km (9,000,000,000,000 de kilómetros). Por lo tanto, 93 mil millones de años luz representa aproximadamente 837 x 1021 km.
El universo observable – mapa 3D

Los científicos se han aproximado a la edad del universo en algún lugar en 13.8 mil millones de años. Por lo tanto, nacen dos preguntas:
1) Si el universo tiene «solo» 13.8 mil millones de años, ¿cómo es posible que los bordes del universo observable se encuentren a las 46 mil millones de años de luz?
2) ¿Cómo calcularon los científicos la distancia al borde del universo observable?
Las respuestas a ambas preguntas son relativamente simples. Los 13.8 mil millones de años es el tiempo máximo de que la luz necesitaba pasar por un punto en el universo a nosotros. A partir de aquí, los científicos han calculado la distancia a la que ese punto es en este momento, el resultado que representa al universo observable.
Luego, para entender por qué el universo observable es tan alto, debemos entender que el universo se está expandiendo constantemente. Tome analogía el ejemplo de un pan con pasas que hornean en el horno. Cada pasa es una galaxia. Las pasas no se mueven a través de la masa, pero a medida que aumenta la masa, la distancia entre las pasas también está aumentando. Una situación similar ocurre en el universo, pero a una escala mucho mayor. Las galaxias no se mueven a través del espacio y no crecen en tamaño, solo la distancia entre las galaxias, el espacio vacío entre ellos, se incrementa.
Entendiendo el concepto de universo observable, podemos preguntarnos: «¿Qué hay más allá de este punto?»
Hay una serie de teorías, pero ninguna de ellas puede proporcionar una respuesta definitiva. Y si bien estas nuevas teorías son extremadamente complejas, los pantalones cortos deben argumentar sus puntos de vista utilizando solo unos pocos conceptos relativamente simples:
1. El universo está definido por todo el espacio y el tiempo que existe, por lo que no puede haber límite al universo.
Esta definición es lo más trivial posible. ¿Pero es correcto clasificar como parte del universo algo con lo que podemos interactuar? Si el universo es muy diferente más allá de los bordes, más allá de lo que podemos ver?
2. El universo es infinito porque la teoría de la relatividad de Albert Einstein nos dice que el universo es plano, y las galaxias se estiran indefinidamente.
Pero la pregunta está aquí es «¿Qué tan plano?» ¿Los científicos han podido medir la curvatura del universo con infinitamente?
Podemos tomar como ejemplo en una escala mucho más pequeña, la forma en que percibimos Terra. Si nos fijamos en el Zare, la Tierra parece plana, la curvatura es imperceptible. Pero miró desde el espacio, la tierra tiene una forma esférica. Si lo mismo se aplica al universo? Si su curvatura es tan baja que no puede medirse con precisión utilizando los medios que tenemos a su disposición, o porque no podemos «ver» lo suficiente para que podamos detectar tal curvatura.
Horizonte de partículas
Como se mencionó al comienzo de este artículo, los 46 mil millones de años luz son el radio del universo observable, es decir, la distancia de nosotros (Terra) al punto observable más lejano. Teóricamente, si un barco cósmico podría viajar a la velocidad de la luz (299,792.458 m / s), tomaría 46 mil millones de años alcanzar el punto observable más lejano. Y eso es solo si el tiempo «se congela» y el universo detendría la expansión.
Los sistemas solares y las galaxias están en un desplazamiento permanente hacia el exterior del universo y el espacio vacío entre ellos continúa creciendo. Esta expansión continua ha llevado a la aparición del concepto de «horizonte de partículas». El horizonte de partículas se puede definir como la parte más lejana del universo con la que podemos tener una posible interacción. Todo dentro del horizonte de partículas es el universo conocido.
Volviendo a nuestro barco espacial, teóricamente, debe viajar a la velocidad de la luz a través de un espacio constantemente ampliado. Cuanta más naves espaciales viajan al destino (al horizonte de partículas), más se aleja.
Parece difícil de entender? Hagamos un breve resumen. Hemos determinado que el universo es de aproximadamente 13.8 mil millones de años (el tiempo máximo de luz necesario para desaparecer de un punto en el universo a nosotros), pero el universo observable es de aproximadamente 46 mil millones de años luz. Prácticamente, en los 13.8 mil millones de años, el universo se ha ampliado tan rápido que ahora podemos «ver» a una distancia de aproximadamente 46 mil millones de años luz en cualquier dirección que miré. También en este cálculo se deduce que, en promedio, el universo se extiende a una velocidad mucho más alta que la velocidad de la luz.
En conclusión, nuestro barco no necesita 46 mil millones de años para llegar al horizonte de partículas, esto debe viajar indefinidamente porque el horizonte de partículas está «moviéndose» a una velocidad de alta velocidad.
Como los agujeros negros tienen un punto teórico más allá de lo cual no podemos ver («Horizonte de eventos») porque ninguna información puede transmitir ese punto, por lo que el universo tiene un «evento de horizonte». Cualquier cuerpo celestial más allá de esta «barrera» es y permanecerá inaccesible para nosotros.
Evento Horizon vs Partícula Horizon
Pero las cosas ahora se vuelven extrañas. Se ha establecido que el horizonte de eventos está más cerca de nosotros que el horizonte de partículas a aproximadamente 16 mil millones de años luz. Esto significa que hoy, la humanidad puede ver las galaxias que nunca podremos alcanzar métodos convencionales. Además, a medida que el universo se extiende, el nativo entre la Vía Láctea y las otras galaxias, un día, todas las otras galaxias irán más allá del evento Horizon. Y más de miles de millones y miles de millones de años, la Vía Láctea seguirá siendo la única galaxia en el universo observable.
Todos estos cálculos son válidos con una condición: solo si la velocidad de la luz es la velocidad máxima con la que un objeto puede viajar. Albert Einstein ha demostrado que la velocidad de la luz es la velocidad máxima con la que puede viajar a través del espacio.
En 1962, los físicos, O. M. P. Bilaniuk, V. K. Deshande, y E. C. G. Sudarshan presentó el concepto de Tachyon, una partícula teórica que podría respaldar el concepto FTL o «Warp Drive». A diferencia de las partículas habituales que no pueden viajar con velocidades más altas que la velocidad de la luz, los taquios disfrutarían de una propiedad extremadamente interesante: su velocidad aumentaría a medida que la energía disminuya. Por lo tanto, a medida que la energía se acerca a cero, su velocidad se está acercando al infinito.
Supongamos que la nave con la que viajamos tiene la capacidad de alcanzar velocidades más altas que la velocidad de la luz. Tal barco puede alcanzar e ir más allá del horizonte de partículas. Pero, ¿qué encontré allí? Más de lo que encontraremos varios sistemas solares, varias galaxias, nebulosa, en principio … más universo.
La curvatura del universo.
Después de un largo viaje llegamos al destino, en el horizonte de partículas, y vemos que todavía hay galaxias más allá. La pregunta ahora es: «¿Dónde se extiende todo este espacio?»
Todo depende de la curvatura del universo. Según las teorías actuales, la geometría del universo es una tarifa plana de los jefes «pequeños» causados ​​por los grupos de galaxias. Imagina la superficie del océano. Cerca, sin embargo, las olas se pueden ver desde la distancia del océano parece perfectamente suave.
Si la arquitectura del universo está perfectamente pagada, entonces, aplicando las ecuaciones de Albert Einstein, llegamos a la conclusión de que el universo es infinito. En este caso, si viajamos más allá del horizonte de partículas, notaremos que el universo se extiende indefinidamente.
La situación en la que la arquitectura del universo no es un pago perfecto, sin embargo, la mayor controversia. Incluso si esta curvatura sería tan pequeña, nuestros instrumentos no pueden detectarlo, entonces el universo no sería plano, sino la superficie de un hiperespérico (la hipersfera es la representación 3D de una esfera 4D). En este caso, nuestro barco viajaría a través de esta esfera, todo su tamaño y regresaría al punto que dejó.
La teoría de que nuestro universo sería realmente una burbuja continuamente ampliada en un espacio «completo» infinito con otras burbujas similares será el tema de otro artículo de Clubenigma.