INTRODUCCIÓN A LA COSMOLOGÍA

(© Ángel Torregrosa Lillo) [angelto.geoARROBAyahoo.com] relatividad.org

CONSECUENCIAS DEL PARADIGMA DEL UNIVERSO EN EXPANSIÓN. MODELO DE EXPANSIÓN CONSTANTE

Los modelos que he llamado "relativistas", basados en la ecuación de Friedman y las densidades del universo, tienen todos su origen y base en el modelo que Einstein creó pensando en una constante cosmológica que tiende a separar las galaxias y en la gravedad que tiende a juntarlas.

Sin embargo según el paradigma del espacio en expansión tenemos que es el propio espacio el que se expande dilatando la longitud de onda de los fotones a lo largo del tiempo que dura su viaje hasta nuestros ojos o nuestros instrumentos.

Tal vez el espacio se expanda, sin importar si la gravedad vence o no a la energía de vacío u oscura ¿No sería posible que dicha expansión sea una ley del universo y no tenga nada que ver con la gravedad o la constante cosmológica? La observación de corrimientos al rojo y la aparente dilatación del universo sería independiente de los efectos gravitatorios o de los de la energía oscura.

Por otro lado la densidad del universo se supone que es justo la crítica y que en los primeros tiempos del universo todavía era más cercana a la crítica para dicho instante, porque si fuera un poco mayor resultaría que las galaxias se habrían alejado tanto entre si en estos 14000 millones de años que ya no veríamos casi ninguna, y si fuera un poco menor resultaría que hace mucho tiempo que el universo habría colapsado en un gran Big Crunch. ¿simple casualidad que nuestro universo sea así? ¿Otra vez nuestro universo es el centro de la creación al ser un tipo de universo privilegiado? Ni la Tierra era el centro privilegiado del universo, ni lo era el Sol, ni nuestra galaxia, ni parece probable que ahora resulte que nuestro universo es privilegiado en si mismo. Sería mejor que buscásemos una explicación física a esta casualidad.

Si consideramos el espacio en expansión como una ley del universo, todas estas dudas quedan resueltas ya que entonces las galaxias se alejan entre si igualmente por esta ley "a pesar de la atracción gravitatoria o la presión de la energía oscura". Ni una ni la otra tendrán la menor influencia en el asunto salvo localmente formando cúmulos galácticos y otras estructuras que se observan en el universo como los racimos de galaxias, pero la expansión general seguirá a su ritmo e imparable y la densidad del universo no jugará ningún papel en el asunto. El universo será el que es, con la distancia entre galaxias que tiene y la velocidad de expansión que tiene sin influir en ello la densidad del universo. Ya no podríamos afirmar que la densidad es la crítica pues no tendría sentido un análisis gravitatorio de la expansión a nivel general. Sólo será interesante a nivel local. Quedaría así resuelto el llamado problema de la planitud del universo, basado en el estudio del ritmo de expansión del universo, pues este ritmo sería independiente de la densidad del universo. La determinación de la densidad del universo y de si el universo es plano o no necesitaría entonces de otros estudios y mediciones diferentes.

Además quedaría explicado también porque la densidad medida y observada del universo es sólo una pequeña parte de la crítica, y no sería necesario pensar en una energía oscura que también forme parte de esa densidad de materia total, pues no necesitaríamos que la densidad total fuera la crítica para que la expansión se mantuviera como está.

¿Y las observaciones que nos dicen? Según este modelo el ritmo de expansión no se ve afectado por densidad alguna. El ritmo de expansión es independiente. El caso más simple dentro de este modelo es el de expansión a ritmo constante

No hay ningún motivo para pensar que el ritmo no pueda variar pero, ya que hemos prescindido de los efectos de la gravedad y de una supuesta energía oscura, aplicando la navaja de Occam debemos pensar que lo lógico sería que el modelo más simple sea el correcto. Así tenemos que las observaciones coincidirían plenamente con este modelo si la relación entre corrimiento al rojo y magnitud de brillo fuera una línea recta pura y dura.

Esto coincidiría con el modelo de tipo gravitatorio de densidad cero. Sería un universo de expansión constante, equivalente al llamado "Universo vacío" en el que las galaxias no se verían frenadas por la gravedad ni aceleradas por ninguna energía oscura. Y también sería equivalente a un universo en el que los efectos gravitatorios y la presión de la energía oscura se compensaran exactamente y lo hicieran durante todo el tiempo del universo.

Los datos actuales se pueden aproximar perfectamente a una línea recta, y la desviación observada hacia arriba es tan ligera que deben esperarse aún más medidas para poder descartar errores estadísticos.

RED SHIFT PLOTS

    Además, recientemente se han hecho unas pocas (muy pocas) observaciones de galaxias más lejanas que caen justo sobre la línea correspondiente al universo vacío (revista Investigación y Ciencia....)

Se ha dado como explicación a esta pequeña desviación observada que el universo se expande ahora aceleradamente, mientras que hace más de 5000 millones de años lo hacía deceleradamente. Se ha supuesto que la gravedad frenaba la expansión hasta hace unos 5000 millones de años, instante en el que la energía oscura empezó a actuar con fuerza venciendo a la gravedad y acelerando la expansión, hasta ahora.

La navaja de Occam de nuevo debería hacernos decidir por la explicación más simple, y de nuevo la más simple es que el espacio se expande a ritmo uniforme y que tal vez los valores de desviación hacia arriba del gráfico de arriba son sólo errores estadísticos u otros pequeños errores aún no determinados.

 

    En resumen tenemos que el paradigma del espacio en expansión junto al modelo de expansión constante explican el desplazamiento al rojo de las galaxias lejanas, la línea recta en la relación factor de escala-distancia (o lo que es lo mismo, el por qué el universo se comporta como vacío cuando es evidente que no lo está), anula la necesidad de densidad del universo cercana a la densidad crítica (pues la expansión sigue “por ley física”), y la "oculta" enegía oscura no explicada (pues en este caso puede no existir simplemente).

Las futuras observaciones nos darán más datos. Si se depositan las observaciones de redshifts sobre la línea de universo vacío, se estará confirmando este modelo, y si se alejan significativamente... ¡pues ha sido un buen ejercicio mental :-) !

 

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(Cíta este artículo: Torregrosa Lillo, Angel (2024). "Relatividad, Agujeros negros y Universo". ISBN 979-833822845-6)

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