Sabiendo la historia de Friedmann y de sus predicciones

Parte de mi resumen

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Sabiendo la historia de Friedmann y de sus predicciones y como estas se confirmaron según las observaciones hechas por Edwin Hubble; también teniendo en cuenta que no fue hasta  1935 su trabajo dejo de ser desconocido gracias al físico norteamericano Howard Robertson y el matemático británico Arthur Walker que se lograron establecer estos 3 modelos basados en las dos suposiciones hechas por Friedmann: la primera era que el universo parece el mismo desde cualquier dirección que se le observara y la segunda era que ello también seria cierto si se le observara desde cualquier otro lugar.

Una característica notable del primer tipo de modelo de Friedmann es que, en él, el universo no es infinito en el espacio, aunque tampoco tiene ningún límite. Es en este modelo en donde la separación de las galaxias no es lo suficientemente rápida como para expandir el universo, por lo cual la atracción gravitatoria entre ellas se frena y finalmente detiene la expansión. La gravedad es tan fuerte que el espacio se curva cerrándose sobre sí mismo, resultando parecido a la superficie de la tierra. Este primer modelo posee una cuarta dimensión, el tiempo, que tiene una extensión finita, pero es como una línea con dos extremos o fronteras, un principio y un final.

En el segundo modelo, es el tipo que se expande por siempre, el espacio esta curvado al contrario, es decir, como la superficie de una silla de montar. Así en este caso el espacio es infinito; se muestra la separación entre dos galaxias vecinas. Empieza en cero y con el tiempo sigue aumentando, pues las galaxias continúan separándose con una velocidad estacionaria.

Por último el tercer modelo, en donde posee la velocidad critica de expansión, el espacio no está curvado (por lo que es también infinito), aquí el universo se expande con la velocidad justa para no colapsarse. Sin embargo la velocidad de las galaxias se hace cada vez más pequeña, aunque nunca llega a ser nula.

Pero, ¿cuál de los modelos de Friedmann describe a nuestro universo? ¿Cesará alguna vez el universo su expansión y empezará a contraerse, o se expandirá por siempre? Si la densidad es menor que un cierto valor critico, determinado por el ritmo de la expansión, la atracción gravitatoria será demasiado débil para poder detener la expansión; por el contrario si esta es mayor que el valor critico, la gravedad pasara la expansión en algún tiempo futuro y hará que el universo vuelva a colapsarse.

Podemos determinar el ritmo actual de expansión, midiendo a través del efecto Doppler las velocidades a las que las otras galaxias se alejan de nosotros, aunque esta sería una medida indirecta, asi todo lo que sabemos es que el universo se expande entre un cinco y un diez por 100 cada mil millones de años. Nuestra galaxia y las otras galaxias deben contener, no obstante, una gran cantidad de “materia oscura”  que no se puede ver directamente, pero que sabemos que debe existir, debido a la influencia de su atracción gravitatoria sobre las orbitas de las estrellas en las galaxias.  No obstante, no podemos excluir la posibilidad de que pudiera existir alguna otra forma de materia, distribuida casi uniformemente a lo largo y ancho del universo, que aún no hayamos detectado y que podría elevar la densidad media del universo por encima del valor crítico necesario para detener la expansión. La evidencia presente sugiere, por lo tanto, que el universo se expandirá probablemente por siempre, pero que de lo único que podemos estar verdaderamente seguros es de que si el universo se fuera a colapsar, no lo haría como mínimo en otros diez mil millones de años, ya que se ha estado expandiendo por lo menos esa cantidad de tiempo.

Todas las soluciones de Friedmann concuerdan en que hubo un tiempo pasado en que la distancia de las galaxias vecinas era igual a cero. En aquel instante que llamamos big bang la densidad del universo y la curvatura del espacio-tiempo habrían sido infinitas. La teoría de la relatividad general (en la que se basan las soluciones de Friedmann) predice que hay un punto en el universo en donde la teoría en sí colapsa. Tal punto es un ejemplo de lo que los matemáticos llaman una singularidad. Aunque hubiera acontecimientos del big bang no se podrían utilizar para predecir lo que sucedió después ya que todo fallaría en el big bang, recíprocamente solo sabemos lo que sucedió después del big bang y no podemos conocer lo que paso antes, asi pues podríamos decir que el tiempo tiene su principio en el big bang.

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