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Quinta parte de cosmología
La forma del universo está determinada por una lucha entre el momento de expansión y el tirón de la gravedad.


El grado de expansión se expresa por la constante de Hubble, H_o, mientras que la fuerza de la gravedad depende de la densidad y presión de la materia en el universo.

Si la presión de la materia es baja, como es el caso con la mayoría de las formas de la materia que conocemos, entonces el destino del universo está gobernado por la densidad.

Si la densidad del universo es menor que la "densidad crítica" la cual es proporcional al cuadrado de la constante de Hubble, entonces el universo se expandirá por siempre.

Si la densidad del universo es mayor que la "densidad crítica", entonces la gravedad llegará a ser la ganadora y el universo se colapsará sobre sí mismo, en lo que sería la Gran Implosión.

Sin embargo, los resultados de la misión WMAP y las observaciones de súper novas distantes han sugerido que la expansión del universo está acelerando, lo cual implica la existencia de una forma de materia con una fuerte presión negativa, tal como la constante cosmológica. Esta extraña forma de materia se la conoce también como “energía oscura”. Si la energía oscura realmente juega un papel importante en la evolución del universo, entonces, a todas luces, el universo continuará expandiéndose por siempre.

Geometría del universo

Geometría del universo. Pulsa aquí para agrandar. .

La densidad del universo también determina su geometría.

Si la densidad del universo excede la densidad crítica, entonces la geometría del espacio es cerrada y curvada positivamente como la superficie de una esfera. Esto implica que los caminos inicialmente paralelos de los fotones convergen lentamente y eventualmente se cruzan y regresan a su punto de partida (si el universo dura lo suficiente)

Si la densidad del universo es menor que la densidad crítica, entonces la geometría del espacio es abierta, curvada negativamente como la superficie de una silla de montar.

Si la densidad del universo iguala exactamente la densidad crítica, entonces la geometría del universo es plana como una hoja de papel. Por tanto hay un enlace directo entre la geometría del universo y su destino.

La versión más simple de la teoría inflacionaria, una extensión de la teoría del Big Bang, predice que la densidad del universo está muy cercana a la densidad crítica y que la geometría del universo es plana como una hoja de papel. Este es el resultado confirmado por la parte científica del WMAP.

Mediciones desde el WMAP

La nave espacial WMAP puede medir los parámetros básicos de la teoría del Big Bang incluyendo la geometría del universo. Si el universo fuese abierto, las fluctuaciones de fondo de las microondas (o “manchas”) serían de medio grado de amplitud. Si el universo fuese plano, las manchas tendrían 1 grado de ancho. Mientras que si el universo fuese cerrado, los puntos brillantes (“manchas”) serían de 1,5 grados a través.

Las mediciones recientes (c. 2001) realizadas por experimentos desde tierra y por mediación de globos, incluyendo MAT/TOCO, Boomerang, Maxima, y DASI, han mostrado que los puntos más brillantes son de alrededor de 1 grado de ancho. Por lo mismo, del universo ya se conocía que era plano dentro de una exactitud de un 15% antes de conocerse los resultados del WMAP. Este ha confirmado el resultado con una gran exactitud y precisión. Ahora sabemos que el universo es plano con tan solo un 2% de margen de error.


En el próximo capítulo hablaremos sobre la aceleración y él último tratará de su vida y destino final.
Lee los primeros capítulos de este tema:
Cosmología: el estudio del universo
Nuestro Universo ¿De qué esta formado?
El Universo: ¿Cuán rápido se expande?
¿Qué antigüedad tiene el Universo?


Artículo de - WMAP Mission -
Aportación de Liberto