Desde La Palma a los Límites del Universo

Traducido por Javier Méndez

Durante el otoño una banda luminosa de estrellas forma un arco en el cielo nocturno: la Vía Láctea. Se puede ver fácilmente desde cualquier sitio sin el brillo del alumbrado público. A través de un telescopio, la nebulosidad de la Vía Láctea se transforma en estrellas individuales, miles de millones, situadas en una gran nube con forma de plato a la que llamamos nuestra Galaxia. El Sol es una de esas estrellas y se encuentra a mitad de camino entre el centro de la Galaxia y su límite externo. La Vía Láctea es, por tanto, la proyección de la Galaxia sobre el cielo. La Galaxia contiene muchas otras estrellas similares a nuestro Sol, probablemente algunas con planetas que las orbitan, como la Tierra. Desde estos otros planetas, tal vez, seres tan curiosos como nosotros estudien también el Universo.

Fue en los años 20 cuando los astrónomos se dieron cuenta de que nuestro universo-isla, la galaxia Vía Láctea, no estaba sola en el Universo. Fuera hay otras galaxias, cada una con miles de millones de soles. Una de estas otras galaxias es visible a simple vista como una mancha tenue y difusa en la constelación de Andrómeda. La galaxia de Andrómeda es similar en tamaño y forma a la Vía Láctea y es nuestro vecino más cercano, a 2 millones de años luz (20000000000000000000000 km). Más lejos hay otras galaxias, demasiado débiles para nuestros ojos. Sin embargo, con telescopios potentes se han fotografiado millones de ellas. Un hecho a destacar es que todas las galaxias se están alejando unas de otras: el Universo se expande. Esta es una de las mayores evidencias de que hace 15000 millones de años hubo un nacimiento del Universo, una inmensa explosión a la que llamamos Big Bang (la Gran Explosión). Los desechos de tal explosión todavía se están separando entre sí. La Tierra es una de esas cenizas.

Puesto que cada galaxia contiene unos 100000 millones de soles, pueden observarse a enormes distancias: iluminan el Universo para nosotros. Una de las cuestiones que esperamos resolver a través de su estudio es conocer el destino del Universo: ¿continuará la expansión para siempre, o se irá deteniendo debido a la fuerza gravitacional entre las galaxias, para luego contraerse? En cualquiera de los dos casos, el futuro de nuestros descendientes es desolador. Si la expansión del Universo continuase para siempre, la materia se distribuiría de forma cada vez más dispersa, las estrellas se irían apagando y el Universo se enfriaría. Si, en cambio, el Universo dejara de expandirse, la gravitación garantizaría que todas las galaxias cayeran en un espectacular Big Crunch (el Gran Colapso) aniquilándolo todo. Afortunadamente, no debemos preocuparnos por este desenlace hasta dentro de unos 20000 millones de años.

Un cúmulo de galaxias muy lejano. Cada
una de las galaxias que aquí aparecen tiene 100000 millones
de soles. Esta imagen fue tomada con los telescopios del Grupo
Isaac Newton de La Palma.

Y resulta que preguntar si el Universo seguirá expandiéndose indefinidamente o no es lo mismo que preguntar si el Universo es o no infinito en extensión. Si hubiese suficiente materia en el Universo para detener la expansión, habría también suficiente materia para curvar el espacio sobre sí mismo y el Universo no sería infinito (el espacio curvado es difícil de imaginar, pero es análogo a la curvatura de la superficie terrestre: esta no tiene extremos, pero tampoco es infinita en extensión).

Los astrónomos están muy cerca ya de conocer cuál de estos dos destinos será el de nuestro Universo. Hoy sabemos lo rápido que se expande el Universo y tenemos dos formas de saber si continuará expandiéndose o no. Una es medir la cantidad de materia en el Universo, es decir, comprobar si hay suficiente gravedad como para detener la expansión. La otra es medir directamente la desaceleración de la expansión del Universo.

Medir la cantidad de materia del Universo implica estimar las masas de las galaxias. La semana pasada, por ejemplo, un equipo de astrónomos holandeses pasó cuatro noches en el telescopio William Herschel, el mayor de La Palma, tomando imágenes de grandes cúmulos de galaxias. Estas imágenes incluían galaxias distorsionadas que se encontraban detrás de los cúmulos. La distorsión se debe a la gravedad del cúmulo, que actúa como una lente o un espejo distorsionante. A partir de la forma de la distorsión observada es posible calcular la masa de los cúmulos de galaxias.

La otra posibilidad, medir la desaceleración del Universo, implica hacer un pequeño viaje temporal. Para nuestra escala temporal humana, la desaceleración es tan pequeña que es prácticamente imposible de detectar. Pero si pudiésemos medir la velocidad de expansión hace unos pocos miles de millones de años y compararla con la actual, podríamos saber qué desaceleración ha tenido lugar. Afortunadamente con los grandes telescopios se puede escudriñar el pasado. Las galaxias más distantes que se pueden ver con los telescopios de La Palma se encuentran a unos 13000 millones de años luz, lo cual significa que su luz ha tardado 13000 millones de años en llegar. Es decir, estamos viendo las galaxias tal como eran hace 13000 millones de años. Recientemente un equipo conjunto de astrónomos americanos y europeos utilizaron los telescopios de La Palma de esta manera, o sea, como máquinas del tiempo: estudiaban estrellas que estaban explotando en galaxias muy lejanas para medir sus distancias y las velocidades a las que estas galaxias se alejan (alejaban) de nosotros.

Estos experimentos son complicados y requieren muchos años de trabajo utilizando grandes telescopios. Poco a poco, sin embargo, se va formando una representación coherente y, gracias en parte a los cielos oscuros de La Palma, pronto podremos conocer el destino final del Universo.