Introducción a la Cosmología ( © Ángel Torregrosa Lillo) [angelto.geoARROBAyahoo.com]
LA EXPANSIÓN DEL UNIVERSO, el Big Bang, la edad del universo y el paradigma del espacio en expansión
LA EXPANSIÓN DEL UNIVERSO. ALGUNAS PREGUNTAS Y RESPUESTAS.(agosto 2004)
MODELOS BÁSICOS DE UNIVERSO NEWTONIANO
DEDUCCIÓN DE LA DENSIDAD CRÍTICA
INTRODUCCIÓN A LA COSMOLOGÍA RELATIVISTA, curvatura del espacio
MODELOS DE UNIVERSO en función de la proporción de densidades (2004-2009)
CONSECUENCIAS DEL PARADIGMA DEL UNIVERSO EN EXPANSIÓN (agosto 2004)
ANEXOS:
La radiación de fondo de microondas del espacio
MODELANDO EL CASO DE UNIVERSO DE EXPANSIÓN CONSTANTE y calculando el radio del universo y su volumen.(septiembre 2004)
La métrica de Robertson-Walker(septiembre 2004)
¿Son posibles los universos infinitos? (octubre 2004)
el problema del horizonte (nov 2009)
hoja de datos magnitudes astrofísicas (Ned wright)
EL PROBLEMA DEL HORIZONTE.
Este es considerado uno de los mayores problemas o quebraderos de cabeza de la cosmología, junto al problema de la planitud del universo.
El problema es en realidad un problema de homogeneidad extrema, y la pregunta es como es posible que el universo sea tan homogeneo como es, y en particular como es posible que la radiación cósmica de fondo sea tan homogénea e isótropa, sin acudir al azar. La suposición es que se todos los puntos del universo primigenio se "sintonizaron" entre sí por medio de la radiación electromágnetica que irradiaban las partículas en ese universo primigenio, antes de volverse transparente.
El problema se llama "del horizonte" en relación al "horizonte observable". La cuestión es que para nuestro universo en que medimos una antiguedad de algo menos de 14000 millones de años y observamos galaxias en todas direcciones a unos 13500 millones de años luz, la distancia entre dos de esas galaxias en extremos opuestos de nuestro horizonte observable estarían una respecto la otra fuera de su horizonte observable, es decir no se podrían ver la una a la otra pues la luz tardaría más en llegar de una a otra que la propia vida del universo hasta ahora. Igual que la luz, toda radiación electromágnética. No estarían conectadas causalmente.
Esto es un problema para el caso de un universo abierto e infinito, claro, pues no llegarían a comunicarse unas partículas con otras.
El modelo de la "Inflación" (o de la teoría inflacionaria) trata de resolver el problema suponiendo que al principio todo el universo estaba conectado "causalmente", y que entonces fue cuando las propiedades del universo se nivelaron e igualaron (época de la gran unificación). Entonces se produjo la rapida "inflación" (a los 10−36 segundos tras el big bang) o expansión veloz del espacio, a velocidades superlumínicas incluso producida tal vez por una supuesta presión de unas supuestas partículas espaciales (inflatones) o una constante cosmológica anormalmente elevada, congelando al universo en esa situación de homogeneidad que observamos ahora. La velocidad de expansión sería tan alta que los objetos se alejarían tanto y tan rápido que saldrían de nuestro "horizonte observable" después de de haber sido homogeneizadas, y por eso luego al transcurrir el tiempo y volver a entrar estos objetos y regiones del espacio de nuevo en nuestro universo observable los vemos con las mismas características y misma radiación de fondo.
Sin embargo en el modelo estandar o clásico del Big Bang, esa expansión inicial sería a un ritmo menor, simplemente inercial, de modo que con el tiempo trancurriendo y por lo tanto el universo observable ampliándose, las nuevas porciones de universo que aparecerían ante nuestros ojos no tendrían porque tener las mismas características que las cercanas a nosotros. Hay cálculos que indican que las radiaciones "informativas" e igualadoras tendrían que haber viajado incluso a 400 veces la velocidad de la luz para obtener la nomogeneidad actual.
Sin embargo parece no ser considerado en los textos sobre el tema una solcución al problema en base a un universo no abierto ni infinito. Es decir, un universo cerrado y finito, como el volumen de una hiperesfera, al ser de tamaño pequeño en sus momento iniciales, no tendría problemas de conectividad electromagnética entre todos sus puntos ni por lo tanto problemas de causalidad. El universo sería uniforme porque tuvo tiempo para transmitir y comunicar entre todos sus puntos al estar todos muy cercanos unos de otros en esos instantes iniciales.