Astrofísicos afirman que el universo podría ser en realidad un gigantesco donut en 3D

El astrofísico Thomas Buchert, de la Universidad de Lyon (Francia), dijo que, al examinar la luz del universo antiguo, él y su equipo han deducido que nuestro cosmos puede estar conectado de forma múltiple, así como cerrado sobre sí mismo en las tres dimensiones. En otras palabras, el científico dijo que es posible que estemos en un universo que sería una especie de “donut gigante en 3D”.

Así, si nuestro universo fuera un donut finito, se podría apuntar con una nave espacial en una dirección y eventualmente regresar al punto de partida, haciendo posible para físicos medir su tamaño. “Podríamos decir: ahora sabemos el tamaño del universo”, dijo a Live Science el astrofísico Thomas Buchert.

Si Buchert está en lo cierto, nuestro universo sería finito y, además, se podría decir que conocemos su tamaño; según sus resultados, todo el cosmos podría ser sólo tres o cuatro veces más grande que los límites del universo observable, a unos 45.000 millones de años luz.

"Imagine a universe where you could point a spaceship in one direction & eventually return to where you started. If our universe were a finite donut, then such movements would be possible & physicists could potentially measure its size." by @PaulMattSutter https://t.co/EYD50xZW6j pic.twitter.com/Fk9RFs8jJd

— RealClearScience (@RCScience) July 20, 2021

Debate sobre la geometría del universo 

Para explicar el universo, los físicos utilizan el lenguaje de la relatividad general de Einstein. A grandes rasgos, este lenguaje conecta los contenidos del espacio-tiempo con su flexión y curvatura, que a su vez indica a esos contenidos cómo interactuar. Así es como, por ejemplo, es posible que experimentemos la fuerza de la gravedad

Si nuestro universo es “plano” (lo que significa que las líneas paralelas imaginarias permanecerían paralelas para siempre), “cerrado” (las líneas paralelas acabarían por cruzarse) o “abierto” (esas líneas divergirían) ha sido, durante décadas, fuente de largos debates entre astrónomos. Y es que la geometría del universo explicaría su futuro: los universos planos y abiertos continuarían expandiéndose para siempre, mientras que un universo cerrado, con una topología multiconectada, acabaría colapsando sobre sí mismo.

Considerar la topología 

Para intentar descifrar este enigma, un equipo de astrofísicos de la Universidad de Ulm (Alemania) y de la Universidad de Lyon se fijó en el fondo cósmico de microondas (CMB).

Las observaciones que se centran en el CMB, el destello de luz liberado cuando el universo tiene solo 380.000 años, demuestran que nuestro universo es plano y que las líneas paralelas permanecerán para siempre paralelas a un universo en constante evolución. Sin embargo, hay más que solo la geometría, y se debe considerar la topología. La topología permite cambiar las formas manteniendo las mismas reglas geométricas.

Cuando se emitió el CMB, nuestro universo era un millón de veces más pequeño de lo que es hoy, por lo que, si nuestro universo está realmente conectado de forma múltiple, entonces era mucho más probable que se envolviera sobre sí mismo dentro de los límites observables del cosmos en aquel entonces, según Live Science. 

Sin embargo, hoy en día, es más probable que la cobertura del universo se encuentre en una escala mucho más allá de los límites observables, por lo que la envoltura sería mucho más difícil de detectar. No obstante, las observaciones del CMB nos dan una mayor posibilidad de ver los rasgos distintivos de un universo con múltiples conexiones.

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Perturbaciones en la temperatura del CMB 

El equipo se fijó específicamente en las perturbaciones en la temperatura del CMB. Si una o más dimensiones de nuestro universo se conectaran de nuevo consigo mismas, las perturbaciones no podrían ser mayores que la distancia alrededor de esos bucles. Simplemente no cabrían.

“En el espacio infinito, las perturbaciones de temperatura de la radiación del CMB existen en todas las escalas. Sin embargo, si el espacio es finito, entonces esas longitudes de onda más grandes que el tamaño del espacio se pierden“, explicó Buchert a Live Science.

Según el medio científico, esto significa que habría un espacio máximo para las perturbaciones, que podrían detallar la topología del universo.

Simulaciones por ordenador 

A continuación, el equipo realizó una serie de simulaciones por ordenador para especular sobre el aspecto que tendría el CMB si el universo fuera realmente un “donut gigante en 3D”, en el que el cosmos estuviera conectado a sí mismo en las tres dimensiones. En estas simulaciones, Buchert y su equipo encontraron varias perturbaciones ausentes a gran escala.

“Así que tenemos que hacer simulaciones sobre una topología determinada y compararla con lo que se observa”, explica Buchert. “Las propiedades de las fluctuaciones del CMB observadas muestran entonces un ‘poder ausente’ en escalas más allá del tamaño del Universo”, añadió el investigador. Estas fluctuaciones podrían significar que el universo está, de hecho, conectado de forma múltiple y tiene un tamaño finito.

“Encontramos una coincidencia mucho mejor con las fluctuaciones observadas en comparación con el modelo cosmológico estándar, que se considera infinito”, añadió Buchert. “Podemos variar el tamaño del espacio y repetir este análisis. El resultado es un tamaño ideal del universo que se ajusta mejor a las observaciones del CMB”, concluyó el profesor.

Aunque es divertido pensar que vivimos en un universo que es una donut gigante, Buchert enfatizó que los resultados son todavía preliminares y que los efectos de los instrumentos pueden explicar las fluctuaciones que faltan a gran escala.