Durante décadas, los cosmólogos creyeron que tenían un conocimiento firme de la geometría del universo. Pero un estudio reciente revela que nuestra comprensión de la forma del cosmos puede ser fundamentalmente incompleta. El universo podría ser mucho más complejo de lo que se imaginaba anteriormente y potencialmente plegarse sobre sí mismo de maneras que aún no hemos detectado.
El problema de la planitud
La teoría de la relatividad de Einstein explica cómo la materia curva el espacio-tiempo localmente, pero le cuesta describir la topología general del universo: su forma global. El universo puede ser plano, esférico o en forma de silla de montar, pero incluso un universo plano no significa necesariamente que se extienda infinitamente. Podría retroceder sobre sí mismo de maneras que actualmente son invisibles para nosotros.
Los científicos han estado buscando evidencia de esta curvatura en el fondo cósmico de microondas (CMB), el débil resplandor del Big Bang. La idea era que si el universo no fuera trivial (lo que significa que tuviera una forma inusual), veríamos patrones coincidentes de puntos fríos y calientes en el cielo del CMB.
La búsqueda fallida y una posibilidad renovada
Durante años, no se encontraron tales patrones, lo que llevó a un consenso: si el universo tiene una forma compleja, debe ser mucho más grande de lo que podemos observar, lo que efectivamente lo hace indistinguible del infinito. Pero esta conclusión se basó en suposiciones que ahora están siendo cuestionadas.
Un equipo de la Colaboración para Observaciones, Modelos y Predicciones de Anomalías y Topología Cósmica (COMPACT) ha demostrado que los límites de las posibles formas cósmicas son más débiles de lo que se creía anteriormente. Varias topologías que antes se consideraban imposibles ahora están de nuevo sobre la mesa.
Por qué esto es importante
Determinar con precisión la forma del universo no es sólo un ejercicio de elaboración de mapas. Podría desbloquear avances en la gravedad cuántica, remodelar nuestra comprensión de los orígenes del universo y revelar una física que ni siquiera hemos concebido todavía.
Resulta que el error radica en la suposición de que si un universo en bucle es lo suficientemente pequeño, debe cruzar nuestra línea de visión y dejar un rastro detectable en el CMB. Los bucles no tienen por qué cooperar; pueden atravesar el espacio de maneras que evitan la detección, incluso en tamaños que pensábamos que serían visibles.
Una vergüenza de posibilidades
Las implicaciones son asombrosas. Lo que parecía ser un conjunto limitado de formas posibles ahora se expande hasta convertirse en una “confusión de posibilidades”. Solo los espacios-tiempo planos tienen 18 configuraciones potenciales (cilindros, rosquillas, botellas de Klein y más), todas comportándose de manera idéntica según la relatividad general pero manifestándose de manera diferente en el CMB.
El universo puede ser una sala de espejos y hemos estado persiguiendo sombras a ciegas. Es posible que el CMB no revele la forma real, porque hemos estado leyendo nuestras propias suposiciones en los datos.
El futuro de la topología cósmica
Por ahora, la forma del universo sigue siendo desconocida. Los viejos supuestos se han derrumbado y el mapa todavía tiene lagunas. Avanzar requerirá métodos más sofisticados para buscar firmas sutiles de CMB o incluso enfoques completamente nuevos para desentrañar la verdadera forma del cosmos. El universo es más misterioso de lo que pensábamos y el viaje para comprenderlo está lejos de terminar.
