Estructura Del Universo - Astrofísica

La Estructura del Universo.

Hay que enfatizar que definir la forma del espacio no es tarea sencilla, ya que desde nuestra perspectiva lo estamos observando desde su interior, por tanto suponemos, conceptualizamos e idealizamos cosas que bien pueden estar erróneas.

Actualmente recurrimos a la gravitación para tratar de resolver el enigma, pues es dicha fuerza la que modela el espacio que nos rodea. En consecuencia nos apoyamos en las teorías del campo gravitatorio propuestas por la relatividad general. Esta teoría interpreta la gravitación como una deformación o una curvatura del Universo, creada por la materia que en él se encuentra. Así, un modelo de Universo se define como un espacio curvo en cuatro dimensiones, tres dimensiones de espacio y una de tiempo, llamado espacio-tiempo. Pero este espacio pertenece a una geometría no euclídea, es decir, no plana.

La geometría de un espacio con un número cualquiera de dimensiones, se caracteriza expresando la distancia que separa a dos puntos cualesquiera infinitamente próximos. En relatividad general, el Universo se describe como una superficie cuadridimensional provista de una métrica específica (espacio de Riedmann). En cambio, este espacio, ha de cumplir las ecuaciones que representan a los campos gravitatorios, y no siempre ocurre. Para hallar una solución, podemos hacer una hipótesis: las propiedades geométricas y físicas de nuestro Universo son las mismas en todos los puntos en cada instante, así como en todas las direcciones alrededor de todo punto. Dicho de otro modo, el Universo es homogéneo e isótropo. La validez de esta hipótesis viene refutada por la isotropía de la radiación cósmica, y la estructura a gran escala del Universo.

Las soluciones de las ecuaciones de Einstein obtenidas por Friedmann y Lemaitre llevan a unos modelos cosmológicos sencillos y, poseen en todo instante la misma curvatura en todos los puntos. Sin embargo, esta curvatura puede cambiar con el tiempo, lo que le confiere a estos modelos un carácter dinámico inesperado, corroborado por el descubrimiento del corrimiento al rojo.

En lo que respecta a las posibles geometrías del Universo, se presentan los tres siguientes casos:

-En un espacio de curvatura nula (plano o euclídeo), dos líneas paralelas nunca se encuentran, y los ángulos de un triángulo siempre suman 180º, siendo la longitud de una circunferencia π veces su diámetro.

-En espacios con curvatura no nula, las características de la geometría euclídea dejan de ser válidas. Si la curvatura es positiva (como en una esfera), las líneas paralelas acaban convergiendo, y la suma de los ángulos de cualquier triángulo excede los 180º. En este caso, la longitud de la circunferencia es inferior a π veces su diámetro.

-Si la curvatura es negativa (como en un hiperboloide), las líneas paralelas divergen, y la suma de los ángulos de un triángulo no superan nunca los 180º. En cuanto a la longitud de la circunferencia, ésta es mayor a π veces su diámetro.

Todos estos modelos tienen un carácter evolutivo, ya que se inician con el Big-Bang. Peo su evolución es diferente. En el modelo cerrado, se produciría

...