Modelos Cosmológicos del Universo: De lo Lineal al Multiverso
Tradicionalmente, la cosmología imaginaba el Universo como un modelo lineal. Es decir, un Universo único con un principio y, probablemente, un final. Para el modelo lineal, el Big Bang es el comienzo de todo: el espacio, el tiempo, las leyes físicas y toda la materia y energía. Hay un único Universo y abarca todo lo que existe. Sin embargo, el modelo lineal presenta contradicciones y no resuelve todas las cuestiones, lo que llevó al planteamiento de otros modelos.
El Modelo del Universo Cíclico
Albert Einstein planteó el modelo del Universo cíclico. Para este modelo, el Universo nace y muere infinitas veces. No hay un único Universo, sino infinitos. Cada Universo representa el ciclo entre un Big Bang y el siguiente. El Universo se expande y contrae, de modo que comienza con un Big Bang y termina con un nuevo Big Bang. Cada vez que un Universo «muere», otro nuevo comienza.
El Universo de Brañas o Membranas
La teoría de cuerdas plantea un modelo cíclico específico denominado «Universo de Brañas». Según este modelo, cada Universo es una braña o membrana. Existen infinitas brañas que vibran y, ocasionalmente, chocan. Cuando dos brañas colisionan, se produce un nuevo Big Bang y nace otro Universo.
Teorías de Universos Paralelos
Para el modelo de Universos paralelos, existen múltiples Universos al mismo tiempo. Aunque coexisten, son independientes y es imposible pasar de uno a otro. Sus leyes físicas pueden ser distintas, y solo algunos podrían albergar vida. Los modelos más conocidos de Universos paralelos son los Universos burbuja y el Multiverso.
- Universos Burbuja: Nuevos Universos nacen de otros que ya existen. Un nuevo Universo puede surgir en cualquier momento y lugar del Cosmos. Se produce una inflación del espacio, similar a la que creó nuestro propio Universo, y un nuevo Universo comienza dentro de otro.
- Multiverso: Es una consecuencia de las leyes de probabilidad de la mecánica cuántica. Plantea que, si el tiempo es infinito, todas las probabilidades acaban cumpliéndose. Cada probabilidad se materializa en un Universo paralelo. Así, habría Universos paralelos con un «yo» exactamente idéntico, y otros con un «yo» totalmente distinto. Es una idea compleja de comprender.
La Expansión del Universo y sus Modelos Cosmológicos
El Universo es una inmensidad cósmica que abarca todo lo que existe. Consiste en un vasto espacio donde se encuentran las galaxias, separadas por grandes distancias que contienen materia intergaláctica.
A fines del siglo XVIII, el astrónomo británico William Herschel descubrió multitud de pequeñas nubes de formas diversas, a las que llamó erróneamente «nebulosas». No fue hasta 1924, cuando el astrónomo estadounidense Edwin Hubble descubrió que la nebulosa de Andrómeda estaba compuesta por innumerables estrellas, que se estableció el concepto de galaxia. Fue entonces cuando se pudo afirmar con seguridad que el Universo no está formado por una sola galaxia, la Vía Láctea, sino por un sinnúmero de ellas. Hubble observó también que las demás galaxias se alejaban de la nuestra, y ese fue el punto de partida para considerar el Universo como un espacio en expansión, ya que hasta entonces se creía que era un espacio estático e inmóvil.
Otro gran avance en el conocimiento del Universo llegó de la mano de Georges Lemaître, quien fue el primero en formular la teoría del Big Bang (la gran explosión). Según Lemaître, el Universo debió de ser al principio una enorme acumulación de materia y energía que estalló violentamente en un momento determinado. Esta «gran explosión» inicial dispersó la materia y dio origen al espacio y al tiempo.
Tipos de Modelos de Expansión del Universo
Existen tres tipos principales de modelos que explican la expansión del Universo:
Universo Cerrado (Modelo de Friedmann): En este modelo, descubierto por el físico ruso Alexander Friedmann, el Universo se expande lo suficientemente lento como para que la atracción gravitatoria entre las galaxias sea capaz de detener la expansión. Eventualmente, el Universo se contraería nuevamente, culminando en el llamado Big Crunch (gran implosión). Sin embargo, este evento no ocurriría hasta dentro de unos 15 000 millones de años, que es el tiempo que el Universo lleva expandiéndose desde el Big Bang.
En este tipo de modelo, el espacio está curvado sobre sí mismo, al igual que una esfera, por lo tanto, es finito en extensión.
Universo Abierto: En este segundo tipo de modelo, el Universo se expande tan rápidamente que la atracción gravitatoria no puede detenerlo. En este escenario, el Universo se expandiría por siempre.
En este modelo, el espacio está curvado de forma inversa, es decir, como la pata de una mecedora, y en este caso, el espacio es infinito.
Universo Plano (Crítico): Por último, en el tercer tipo de modelo, el Universo se expande con una velocidad justa para evitar colapsarse. La velocidad de expansión se hace cada vez más pequeña, pero nunca llega a ser nula.
En este modelo, el espacio no está curvado y también es infinito.
Hasta el día de hoy, no se conoce con certeza cuál de estos modelos describe correctamente nuestro Universo. Aunque existen evidencias que apoyan a los tres modelos, hay una inclinación creciente por el tercero, que sugiere que el Universo seguirá expandiéndose por siempre.