Estructura del universo observable en un gráfico

Espero ser disculpado por el autor original de este gráfico. Ha llegado a mi en inglés y no he podido rastrear quién hizo el original. Lo traduje al español para poder publicarlo aquí y en redes sociales. Lea la nota sobre el posible autor original de la ilustración al final del artículo. Es un excelente gráfico para explicar no sólo la ubicación de nuestro planeta con respecto a los objetos cósmicos que nos rodean sino también para tener una idea de lo inmenso que es el universo. Y eso que hablamos solamente del universo observable, que es sólo una parte de todo el universo.

En una discusión sobre la existencia de Federaciones o Confederaciones de Mundos (asociaciones de múltiples civilizaciones en el espacio) una persona preguntó cuántas (con)federaciones podían haber en el universo. De aquí vino el interés y la utilidad de este gráfico. Yo respondí lo siguiente: Nada más en nuestra galaxia podrían haber miles de sistemas solares con planetas habitados [1]. Dada la edad relativa de la Vía Láctea (nuestra galaxia), es muy posible que por lo menos la mitad de esas civilizaciones estén agrupadas en alguna forma de (con)federación de mundos. Eso significaría que en este momento en nuestra galaxia podría haber cientos (por ejemplo, quinientas) (con)federaciones de mundos. Habría que realizar un cálculo similar con las galaxias del Cúmulo de Virgo, el cúmulo de galaxias a la cual pertenece la Vía Láctea. Algunas de ellas son más pequeñas que la nuestra, otras son más grandes, pero la edad relativa de todas es bastante similar, según tengo entendido. Entonces, en promedio, para cualquier galaxia del tamaño aproximado de la nuestra y de la edad aproximada de la nuestra, podríamos asumir el mismo número de (con)federaciones que calculamos para la Vía Láctea, digamos quinientas en este momento [2]. Ahora, en el universo observable hay cientos de millones de galaxias como la nuestra, por lo que deberíamos multiplicar ese número por quinientos, y el resultado sería el número de (con)federaciones que hay en el universo observable solamente en las galaxias que se parecen a la nuestra.

Ahora veamos el gráfico…

estructura-del-universo-observable-desde-la-tierra

Comenzamos arriba a la izquierda, con la Tierra, el planeta donde vivimos. En número 2 vemos el Sistema solar, dentro del cual la pequeña Tierra orbita, bastante cerca del Sol y sin ser uno de los planetas más grandes del sistema. En el número 3 vemos el Vecindario Solar, un volumen con un radio de 60 años-luz aproximadamente. Este volumen incluso 66 estrellas cercanas al Sol que forman 50 sistemas estelares [3]. La Vía Láctea es tan grande que nuestro Vecindario Solar es sólo un pequeño punto en medio de uno de esos majestuosos brazos que vemos en la ilustración del número 4. El diámetro medio de nuestra galaxia es de 100.000 años-luz, y contiene entre 200.000 y 400.000 millones de estrellas [4]. Yo en verdad creo que nuestro cálculo de quinientas (con)federaciones de mundos se queda corto para nuestra galaxia.

Pero la cosa no se termina allí. Por muy grande que sea nuestra galaxia, tanto que nos cuesta imaginarlo, ella no es más que un pequeño disco de luz dentro del Grupo Local de Galaxias, número 5, una agrupación de unas 33 galaxias. Los grupos de galaxias se acercan entre sí formando una especie de racimo o filamento de galaxias. El “racimo” o “filamento” dentro del cual está nuestra galaxia se llama el Supercúmulo de Virgo, número 6 en el gráfico. El Supercúmulo de Virgo o Supercúmulo Local, como también se le llama, contiene aproximadamente cien grupos de galaxias, y su tamaño es tan grande que ya no podemos seguir hablando de años-luz porque nos quedamos cortos. Aquí tenemos que hablar ahora de megaparsecs. Por ejemplo, la longitud de este filamento de grupos de galaxias que llamamos Supercúmulo de Virgo es de unos 33 megaparsecs, que en años-luz son unos 107 millones. Según lo que han observado los astrónomos, astrofísicos y cosmólogos, todas las galaxias en el universo se agrupan en este patrón o esquema de “filamento” o “racimo”, con inmensas “burbujas” o espacios vacíos, lo cual podemos ver bien en el número 7, los Supercúmulos Locales. Esta estructura se repite en el universo hacia todas las direcciones en que observamos, y le da al universo una apariencia de “tejido”, como el tejido que forman las neuronas en el cerebro. Mira por ejemplo la siguiente imagen comparativa:

original_brain-and-universe

Aunque se trata de un gráfico generado por computadora (no una fotografía), se sabe que los supercúmulos locales se agrupan así, como en la imagen de la derecha, algo que se parece mucho a cómo se agrupan las neuronas en el cerebro (imagen de la izquierda).

Para terminar, el Universo Observable, número 8, es un campo infinito (puesto que no hemos descubierto sus límites o bordes o finales). Este campo infinito está lleno de estos filamentos o racimos que son los Supercúmulos de galaxias. Parece ser siempre lo mismo en todas direcciones, es decir, que la estructura del universo es homogénea por lo menos a una escala realmente cósmica. En esa imagen de número 8, ¿puedes imaginarte a la Tierra, allí como un punto minúsculo dentro de ese entramado de filamentos de galaxias? ¡Ni siquiera! Un punto apenas en esa estructura gigantesca es nuestro Grupo Local de Galaxias. Y la Tierra no es más que apenas un punto minúsculo dentro de este Grupo Local.

Creo que necesitamos mentes de varios gigas de RAM para poder siquiera visualizarlo.

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[1] Es curioso cómo cambian los paradigmas. ¿Acaso no es cierto que en el ámbito científico/académico, en las décadas de 1950 a 1980, los científicos consideraban que la vida biológica era tan especial, tan rara, que el número de planetas habitados solamente en nuestra galaxia debía ser muy reducido? De allí por ejemplo la presuposición de Isaac Asimov, en su serie de novelas Fundación, de que en nuestra galaxia el único planeta donde apareciera vida biológica hubiera sido el nuestro. Con el cambio de milenio los científicos se han abierto un poco más y ahora son varios los que admiten la verosimilitud de la idea de que la vida biológica se produzca en realidad con bastante frecuencia y facilidad en una galaxia grande y adulta como la nuestra. El paradigma ahora es aceptar la posibilidad real de que la vida biológica sea tan abundante (debido a la suposición lógica de que las civilizaciones avanzadas se propagan y colonizan los mundos inhabitados) que solamente en nuestra galaxia haya varios miles de planetas habitados por seres vivos biológicos.

[2] En base a lo que expresamos en la nota anterior, si el número de mundos habitados es de varios miles, entonces el número de (con)federaciones en nuestra galaxia aumentaría proporcionalmente. Ya no tendríamos que hablar de quinientas sino de mil o dos mil o tres mil, lo cual parece un número impresionante para sólo una galaxia. Pero cuando uno analiza el gráfico que explicamos aquí en este artículo, lo grande que es solamente nuestra galaxia, un número de tres mil (con)federaciones en verdad no resulta exagerado.

[3] Una lista estándar del Vecindario Solar está disponible en Wikipedia con la lista de estrellas:

https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Estrellas_m%C3%A1s_cercanas

[4] El artículo de Wikipedia sobre la Vía Láctea también es muy bueno, para comenzar a estudiar el tema:

https://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADa_L%C3%A1ctea

El gráfico original en inglés:

science-outer-space-galaxies-solar-system-earth-milky-way-diagram-solar-interstellar-neighborhood-lo-images-478811

Al parecer, este gráfico es una re-elaboración de una ilustración original de Andrew Z. Colvin, la cual encontramos en la siguiente página de Wikipedia:

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Exposición sobre la energía oscura

Sigo viendo las conferencias del Instituto de Física Teórica IFT. Ésta se llama:

BigBOSS: Iluminando la Energía Oscura del Universo (Francisco Prada)

La energía oscura repele. La gravedad atrae. La gravedad es una fuerza realmente muy tenue que coexiste con la materia bariónica, es decir, con la masa de materia ordinaria. Entonces, ¿podría ser la energía oscura (definida como presión cósmica) una forma de antimateria que, de manera análoga a la materia bariónica coexiste con una fuerza (la gravedad) que, en el caso de la energía oscura sería algún tipo de antigravedad o contragravedad? ¿Y si la energía oscura en realidad es la fuerza, a niveles cósmicos, producida por inmensas nubes intergalácticas de “antienergía” o antimateria en su forma mínima de expresión? Quizás los cúmulos de galaxias producen chorros de esta “antienergía” o antimateria, la cual se va acumulando a lo largo del tiempo en las burbujas vacías que existen entre filamentos de galaxias. Digo, si de acuerdo a lo que se ha observado, la materia bariónica y la materia oscura eran más abundantes en el pasado del universo, y con el tiempo ha ido aumentando la presencia de la energía oscura, lo que se me ocurre imaginar es que, con el paso del tiempo ocurre algún tipo de transmutación de la materia bariónica y de la materia oscura en las galaxias y dicha transmutación es la productora de energía oscura, la cual se va acumulando a medida que el universo envejece.

Quizás al final de todo, la repulsión de la energía oscura y el compactamiento de la materia del universo llegan a un punto extremo en el cual los filamentos de galaxias se comprimen (porque, a pesar de la energía oscura, la gravedad gana la batalla en las regiones de los filamentos) y entonces… No sé. A partir de aquí mi pensamiento se pierde.

El Big Bang y el futuro del universo

Viendo las conferencias del Instituto de Física Teórica IFT… Muy buenas todas, sobre todo como instrumentos de divulgación del conocimiento científico. Siempre se aprende algo nuevo y posiblemente se aprende mucho, dependiendo del conocimiento previo por supuesto.

Cosmología Moderna: del Big Bang al futuro del Universo (Juan García-Bellido)

Sólo me hubiera gustado que los videos tuviesen un poco más de resolución para poder apreciar mejor las gráficas de las presentaciones de los ponentes. Por ejemplo, esta gráfica sobre la constitución material del universo conocido:

constitucion-material-del-universo1
Contenido de materia y energía del universo conocido en este momento: 70% de energía oscura, 25% de materia oscura, 5% de materia ordinaria.

Interesante y misterioso que el 95% del universo conocido esté constituido por una forma de energía y una forma de materia que desconocemos. Sabemos que está allí, pero no sabemos de qué están hechas o por qué son diferentes a la energía y materia ordinaria que conocemos.

O ésta otra sobre la posible evolución de la constitución material del universo conocido:

constitucion-material-del-universo2
A la izquierda: constitución del universo en el pasado distante. La materia oscura dominaba el volumen del universo, seguida por la materia ordinaria. Luego creció la cantidad de energía oscura y los porcentajes de materia oscura y materia ordinaria fueron reduciéndose. Según estas proyecciones, la energía oscura será dominante en el futuro hasta que la materia oscura y la materia ordinaria casi desaparezcan.

Veo estas presentaciones y no puedo evitar conectar mentalmente las ideas con la visión que tenemos los buddhistas sobre cosmología o cosmogonía (o la ausencia de cosmogonía, precisamente). El Buddha afirma en los suttas del Canon Pali que el universo pasa por fases repetidas de expansión y contracción. Al final de cada contracción universal es como si el universo se destruyese, y luego todo vuelve a empezar. Esta es la teoría cosmológica buddhista contenida en el Canon Pali. Esto es como la teoría del Big Bang seguido de un Big Crunch, con el añadido de que, después de cada Big Crunch vuelve a ocurrir un nuevo Big Bang. Por eso es que el Buddha no pudo afirmar que el universo es eterno o que no lo era, porque con este modelo de Big Bang/Big Crunch en períodos cósmicos que se repiten, el universo es en cierto sentido eterno (sin un principio original) y en cierto sentido no lo es (porque cada Big Crunch lo destruye todo al final de cada eón).

¿Podría ser posible? ¿Podría ser posible que después de cada Gran Contracción universal algo misterioso ocurriese al contenido del universo que produjese una nueva Gran Expansión universal? ¿Y si ésta es la verdad? Habría que descubrir entonces qué ocurre exactamente después de la Gran Implosión y cómo es que todo vuelve a empezar. ¿Podría nuestro estudio de la energía oscura ayudarnos a responder estas preguntas? ¡Seguramente que sí! No se trata de buscar confirmaciones científicas de lo que está en el Canon Pali. Se trata de que entender cómo evoluciona el universo, que es algo fascinante y que un universo eterno, sin principio original ni final definitivo, no tiene por qué ser algo que “repugne a la razón”.

Otra cosa en la que pienso cuando analizo este tema es lo siguiente: el asunto de las dimensiones o planos de existencia. El Venerable Samahita sugiere que los distintos planos de existencia de los que habló el Buddha podrían ser universos contenidos en esa materia oscura que es invisible e intangible para nosotros. ¡Es un 25% de materia universal que está aquí, superpuesta a nuestra materia bariónica y que sin embargo no la vemos ni la sentimos! Según la teoría buddhista, los planos de existencia son como mundos que están aquí superpuestos al nuestro, pero son invisibles e intangibles para nosotros. Las ciudades de los devas, por ejemplo, están, según los suttas, aquí sobre este mundo, varios metros por sobre el suelo, como si el “planeta” de los devas estuviese superpuesto a la Tierra pero con un radio ligeramente mayor. ¿Podrían ser estos planos invisibles esas dimensiones de materia oscura que sabemos están aquí pero que no podemos interactuar con ellas? Tengo que admitir que es una idea bastante interesante.