Desde que el ser humano empezó a mirar el cielo a través de telescopios, hemos ido descubriendo, poco a poco, que en términos celestes aparentemente no somos tan especiales. Resultó que la Tierra no era el centro del universo. ¡Ni siquiera era el centro del sistema solar! Desafortunadamente, el sistema solar tampoco era el centro del universo. De hecho, había muchos sistemas estelares fundamentalmente similares, que juntos formaban una galaxia. Y, ¿no lo sabrías? La galaxia no era especial, sino una de muchas, que tenían sus propios sistemas solares, que también tenían planetas, algunos de los cuales presumiblemente albergaban su propio conjunto de criaturas egoístas con un sentido exagerado de importancia cósmica. .
Esta noción de mediocridad se ha incorporado a la cosmología, en la forma de “principio cosmológico.” Su esencia es que el universo es básicamente el mismo dondequiera que miremos: homogeneizado como la leche, hecho de materiales comunes distribuidos uniformemente en todas direcciones. En la cima de la jerarquía cósmica, grupos gigantes de galaxias se agrupan en extensos filamentos y láminas ricas en materia alrededor de enormes vacíos intergalácticos, pero más allá de eso, la estructura parece agotarse. Si pudieras alejarte y observar el panorama general del universo, dice Alexia López de la Universidad de Central Lancashire en Inglaterra, “se vería realmente fluido”.
López compara el cosmos con una playa: si metieras un puñado de arena bajo un microscopio, los granos de arena se parecerían a los individuos especiales que son. “Verías los diferentes colores, formas y tamaños”, dice. “Pero si caminaras por la playa mirando las dunas de arena, todo lo que verías es un color beige dorado uniforme”.
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Eso significa que la Tierra (o cualquiera de los otros billones de planetas que deben existir) y su pequeño rincón del cosmos parecen contener ningún lugar particularmente privilegiado en comparación con todo lo demás. Y esta homogeneidad es conveniente para los astrónomos porque les permite considerar el universo en parte como una forma confiable de hacer inferencias sobre el todo; Ya sea aquí en la Vía Láctea o en una galaxia sin nombre a miles de millones de años luz de distancia, las condiciones predominantes deberían ser esencialmente las mismas.
Este espíritu simplificador se aplica a todo, desde comprender cómo la materia oscura pesa sobre los cúmulos de galaxias hasta estimar qué tan comunes podrían ser las condiciones propicias para la vida en todo el cosmos, y permite a los astrónomos simplificar sus modelos matemáticos del pasado del universo, así como sus predicciones de su futuro. . “Todo se basa en la idea de que [the cosmological principle] Es cierto”, dice López. “También es una suposición muy vaga. Por eso es realmente difícil de validar”.
La validación es especialmente desafiante cuando existe evidencia significativa de lo contrario, y una serie de observaciones recientes sugieren de hecho que el universo podría ser más extraño y tener mayores variaciones de lo que los cosmólogos habían supuesto tan cómodamente.
Si ese es el caso, los humanos (y cualquier otra persona) en realidad podrían tener una especie de visión especial de los años luz más allá; no privilegiada, per se, pero tampoco promedio, en el sentido de que “promedio” ya ni siquiera sería un concepto útil a escalas suficientemente grandes. “Diferentes observadores pueden ver universos ligeramente diferentes”, al menos a gran escala, afirma Valerio Marra, profesor de la Universidad Federal de Espírito Santo en Brasil e investigador del Observatorio Astronómico de Trieste en Italia.
Los astrónomos aún no han descartado el principio cosmológico, pero están reuniendo pistas sobre sus posibles debilidades. Un enfoque implica buscar estructuras tan grandes que desafíen la suavidad cósmica. incluso en un zoom enormemente amplio. Los científicos han calculado que cualquier cosa más ancha que unos 1.200 millones de años luz alteraría el homogéneo carro de manzanas cósmico.
Y los astrónomos han encontrado algunos. López, por ejemplo, ha descubierto una bestia llamada Arco gigante—una curva de galaxias que se extiende a lo largo de unos 3.300 millones de años luz. Ella también descubrió el Anillo grandeun toro de galaxias de aproximadamente 1.300 millones de años luz de diámetro y 4.000 millones de alrededor. Las dos rarezas están muy juntas y pueden estar conectadas en una estructura aún mayor.
El estudio de la cosmología en sí también da motivos para levantar una ceja ante el principio cosmológico. Por ejemplo, la luz sobrante del big bang, llamada el fondo cósmico de microondastiene algunos misteriosos a gran escala fluctuaciones eso no parece totalmente aleatorio, señala Dragan Huterer, cosmólogo de la Universidad de Michigan. “Esto nunca se explicó satisfactoriamente”, afirma.
Algunos científicos han argumentado que tales desafíos potenciales al principio cosmológico podrían explicarse por otro principio, variación cósmicaque se refiere a la incertidumbre estadística inherente a las mediciones del universo por parte de los astrónomos. Siempre estamos limitados por lo que podemos ver y, por lo tanto, siempre estamos matemáticamente inseguros sobre qué conclusiones sacar de una muestra limitada. Quizás las variaciones que vieron los astrónomos fueron simplemente el resultado de algo incompleto y no un reflejo real de las propiedades del universo; tal vez lo que parece ser un bulto anómalo en la suavidad cósmica se aplanaría en comparación con un trozo no observado del cosmos adyacente al volumen visible para nosotros.
Y cuando se trata de estudiar zonas suficientemente grandes del universo, los cosmólogos son realmente muy limitados: el universo observable tiene un tamaño limitado. “Si dices: ‘Voy a estudiar las formas de las galaxias’, bueno, tienes suerte: tienes miles de millones de galaxias en el universo. Puedes abordar tus preguntas con estadísticas y la varianza de tu muestra será muy pequeña”, dice Huterer. En escalas mayores, sólo se obtienen unos pocos ejemplos porque el universo observable sólo se divide en muchas secciones grandes.
Marra pensó durante un tiempo que ciertas discrepancias cosmológicas podrían ser el resultado de una variación cósmica. Pero ya no basta con explicarlo, según él y otros cálculos.
Aún así, la mayoría de las observaciones cósmicas se sostienen muy bien contra el principio cosmológico. Así, si bien los científicos tienen suficiente información para cuestionar razonablemente la validez de la idea, no están en absoluto dispuestos a abandonarla, y menos aún porque nadie tiene un esquema alternativo sólido para reemplazarla.
“No hay pruebas irrefutables de la violación de principios”, afirma Huterer. “Sin embargo, hay algunas anomalías muy interesantes”.
De todos modos, es un problema difícil de descifrar debido a la naturaleza de la cosmología. “A diferencia de algunos experimentos de laboratorio que puedes hacer una y otra vez”, dice Huterer, “sólo obtienes un universo”.