La edad del universo en años terrestres es distinta a su diámetro cósmico en años luz

 

La edad del universo en años terrestres es distinta a su diámetro cósmico en años luz

Por Bruno Perera

Una de las cuestiones que más confusión produce cuando se estudia la cosmología es la diferencia entre la edad del universo y el diámetro del universo observable. A primera vista podría parecer una contradicción que el universo tenga una edad aproximada de 13.800 millones de años terrestres y, sin embargo, el universo observable posea un diámetro cercano a los 93.000 millones de años luz. Sin embargo, ambas cifras son compatibles y describen dos magnitudes completamente diferentes.

La edad del universo expresa el tiempo transcurrido desde el Big Bang hasta la actualidad. Según las estimaciones más aceptadas por la comunidad científica, ese tiempo es de aproximadamente 13.800 millones de años terrestres.

Por otra parte, un año luz no es una unidad de tiempo, sino de distancia. Representa el recorrido que realiza la luz en el vacío durante un año, viajando a una velocidad constante de aproximadamente 299.792 kilómetros por segundo.

Si el universo hubiera permanecido estático desde el Big Bang, la luz más lejana habría recorrido unos 13.800 millones de años luz. Sin embargo, el universo no ha permanecido inmóvil. Desde los primeros instantes de su existencia, el propio espacio ha venido expandiéndose. Como consecuencia de esa expansión, mientras la luz viajaba hacia nosotros, las regiones del universo de donde partió esa luz continuaron alejándose.

Este fenómeno explica que, aunque la luz haya viajado durante unos 13.800 millones de años, las regiones más lejanas que hoy podemos observar se encuentren actualmente a unos 46.500 millones de años luz de distancia en cada dirección, dando lugar a un universo observable de aproximadamente 93.000 millones de años luz de diámetro.

Este hecho no significa que la luz haya viajado más deprisa que su velocidad conocida ni que la materia haya superado el límite impuesto por la teoría de la relatividad de Albert Einstein. La Relatividad Especial establece que ningún objeto material puede desplazarse localmente por el espacio a una velocidad superior a la de la luz en el vacío. Sin embargo, la Relatividad General permite que sea el propio tejido del espacio el que se expanda, haciendo que dos galaxias muy alejadas aumenten su separación a una velocidad efectiva superior a la de la luz sin que ello contradiga las leyes de la física.

Es importante comprender esta diferencia. No son las galaxias las que necesariamente viajan a velocidades superiores a la luz atravesando el espacio, sino que es el espacio existente entre ellas el que aumenta de tamaño.

Otra cuestión relevante es que el universo observable no tiene por qué coincidir con el universo completo. Solo podemos observar aquella región cuya luz ha tenido tiempo de llegar hasta nosotros desde el Big Bang. Más allá de ese horizonte cosmológico podría existir una extensión mucho mayor del universo, e incluso podría ser infinito. Actualmente no existe ninguna observación que permita determinar con certeza cuál es su tamaño real.

En ocasiones se intenta dividir el diámetro del universo observable, unos 93.000 millones de años luz, entre la edad del universo, 13.800 millones de años, obteniendo un valor cercano a siete. Sin embargo, ese resultado no significa que el universo se haya expandido a una velocidad constante equivalente a siete veces la velocidad de la luz. La expansión del universo no ha sido uniforme. Los modelos cosmológicos indican que ha pasado por distintas etapas: una inflación extremadamente rápida en sus primeros instantes, un periodo de desaceleración debido a la gravedad y, en épocas relativamente recientes, una nueva aceleración atribuida a la energía oscura.

En consecuencia, no puede calcularse una única velocidad media de expansión mediante una simple división entre el diámetro actual y la edad del universo.

En resumen, la edad del universo y su diámetro observable describen conceptos distintos. La primera mide el tiempo transcurrido desde el Big Bang; el segundo mide la distancia actual entre las regiones más alejadas que podemos observar. La diferencia entre ambas magnitudes se explica por la expansión continua del espacio y no porque la luz haya aumentado su velocidad.

Reflexión final

La cosmología moderna ha logrado explicar por qué el universo observable es mucho mayor de lo que cabría esperar si el espacio permaneciera inmóvil. Sin embargo, todavía quedan grandes interrogantes abiertos. Desconocemos si el universo completo es finito o infinito, cuál es su verdadera extensión y qué puede existir más allá del horizonte observable. Estas preguntas siguen siendo objeto de investigación y representan algunos de los mayores desafíos de la física y de la cosmología contemporáneas.