{"id":1207,"date":"2024-06-11T10:33:06","date_gmt":"2024-06-11T10:33:06","guid":{"rendered":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/?p=1207"},"modified":"2024-06-17T11:16:21","modified_gmt":"2024-06-17T11:16:21","slug":"la-busqueda-de-la-forma-del-cosmos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/projects.ift.uam-csic.es\/outreach_new\/la-busqueda-de-la-forma-del-cosmos\/","title":{"rendered":"La b\u00fasqueda de la forma del cosmos"},"content":{"rendered":"\n<ul class=\"wp-block-list\"><li><strong>Yashar Akrami, investigador del IFT y de la colaboraci\u00f3n Compact, explica para el peri\u00f3dico The Guardian por qu\u00e9 el universo podr\u00eda tener forma de donut.<\/strong><strong><\/strong><\/li><li><strong>Compact (Collaboration for Observations, Models and Predictions of Anomalies and Cosmic Topology) es un equipo internacional que trata de encontrar la forma que tiene nuestro universo.<\/strong><\/li><li><strong>En esta b\u00fasqueda participan proyectos como el telescopio espacial Euclid, que recientemente nos obsequi\u00f3 con sus primeras im\u00e1genes de cielo profundo.<\/strong><\/li><\/ul>\n\n\n\n<p><strong><em>Madrid, 11 de junio de 2024.<\/em><\/strong>&#8211; Yashar Akrami es un investigador del Instituto de F\u00edsica Te\u00f3rica IFT UAM\/CSIC, cuyo trabajo en cosmolog\u00eda abarca una amplia cantidad de contenidos. Entre ellos est\u00e1 la topolog\u00eda c\u00f3smica, el estudio de la forma de nuestro universo, que investiga con la colaboraci\u00f3n internacional Compact (Collaboration for Observations, Models and Predictions of Anomalies and Cosmic Topology). Akrami, junto a otros cient\u00edficos, han explicado <a href=\"https:\/\/www.theguardian.com\/science\/article\/2024\/jun\/08\/shape-universe-topology-doughnut-flat-curvature-dimensions\">en un art\u00edculo publicado en The Guardian<\/a> en qu\u00e9 consiste esta rama de la cosmolog\u00eda, qu\u00e9 podr\u00eda implicar para nuestro entendimiento del universo, y c\u00f3mo se est\u00e1 investigando.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>La topolog\u00eda del universo<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>La topolog\u00eda es un campo de las matem\u00e1ticas que estudia c\u00f3mo est\u00e1n conectadas las partes de un objeto. Por ejemplo, un donut y una taza tienen la misma topolog\u00eda, porque el donut tiene un agujero y la taza tiene un asa, equivalente a un \u201cagujero\u201d. B\u00e1sicamente, uno ser\u00eda capaz de moldear un donut de arcilla para que tuviera la misma forma que la taza sin necesidad de romperlo. As\u00ed se puede entender la topolog\u00eda de un cuerpo. Cosm\u00f3logos como Akrami aplican esta disciplina matem\u00e1tica a la f\u00edsica para averiguar la forma de nuestro universo.<\/p>\n\n\n\n<p>Una posibilidad es que tenga forma de donut, aunque los cient\u00edficos llaman a esta forma un toro-3. Y no es un donut como lo solemos entender, es hiperdimensional. Comparar un donut con un toro-3 es como comparar el dibujo de un donut con uno de verdad, le falta una dimensi\u00f3n. Pero esta es tan solo una posibilidad de muchas<strong>. \u201cEstamos intentando encontrar la forma del universo\u201d<\/strong> dice Akrami respecto a su trabajo con Compact.<\/p>\n\n\n\n<p>Esta b\u00fasqueda basa mucho en estudiar la curvatura del espacio. Einstein ya nos ense\u00f1\u00f3 que el espacio-tiempo no es necesariamente plano, puede cambiar de forma, por la presencia de un objeto con masa, por ejemplo. Un universo con curvatura plana y de tama\u00f1o infinito es el m\u00e1s trivial, pero el espacio plano podr\u00eda coincidir con otras topolog\u00edas, llamadas no triviales, que tienen una mayor complejidad. Hay 18 posibilidades para un universo finito, pero sin bordes, es decir, si viajaras m\u00e1s all\u00e1 de la escala del universo, volver\u00edas al punto donde empezaste. Con tres dimensiones espaciales, como es el caso de nuestro universo, la topolog\u00eda m\u00e1s simple de este tipo es el toro-3, el donut. Se observar\u00eda como una caja de la que, al salir por cualquier cara, volver\u00edas a entrar por la opuesta.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Reflejos infinitos, la prueba observable del donut<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Esta topolog\u00eda tiene una consecuencia que podr\u00eda observarse: si fuera posible mirar m\u00e1s all\u00e1 del universo, si \u00e9ste fuera finito y suficientemente peque\u00f1o, <strong>un observador ver\u00eda infinitas copias de s\u00ed mismo<\/strong>. Sin embargo, esto requiere que la velocidad de la luz sea infinita. Con el valor finito de la velocidad de la luz, desde la V\u00eda L\u00e1ctea se podr\u00eda observar una forma pasada de nuestra galaxia. Adem\u00e1s, como est\u00e1 en movimiento, se ver\u00eda en otro lugar. Esto es una complicaci\u00f3n para las observaciones, ya que tendr\u00edamos que conocer muy en detalle la historia de la V\u00eda L\u00e1ctea para saber si realmente es lo que hemos observado. Y hay otras topolog\u00edas adem\u00e1s del toro-3, m\u00e1s complejas, que tienen distintas variaciones de este fen\u00f3meno, como ver estos \u201creflejos\u201d distorsionados, dados la vuelta, o desde direcciones diferentes, como desde otra cara del \u201ccubo\u201d que no fuera la opuesta. En cualquier caso, este tipo de im\u00e1genes no han sido observadas todav\u00eda, pero no se descarta que puedan encontrarse, y su investigaci\u00f3n contin\u00faa.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>El papel del fondo c\u00f3smico de microondas<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Otra b\u00fasqueda de este tipo de im\u00e1genes se basa en observar el <strong>fondo c\u00f3smico de microondas<\/strong>. Si miramos suficientemente lejos, desde todas las direcciones nos llega una se\u00f1al de microondas muy uniforme. \u00c9ste es el fondo c\u00f3smico de microondas, y se corresponde con la primera luz del universo, cuando los fotones pudieron moverse libremente por primera vez. Es casi igual en todas direcciones, pero tiene ligeras variaciones en su temperatura, que se ven reflejadas en la estructura del universo a mayor escala. Nos muestra las peque\u00f1as desviaciones de densidad que hab\u00eda cuando el universo era mucho m\u00e1s peque\u00f1o, que hoy en d\u00eda se han traducido en una gran estructura de filamentos, en lugar de encontrar toda la masa del cosmos repartida uniformemente.<\/p>\n\n\n\n<p>Las im\u00e1genes duplicadas que podr\u00edan demostrar una topolog\u00eda no trivial del universo podr\u00edan encontrarse en este fondo c\u00f3smico de microondas. Esto no ser\u00eda algo sencillo de detectar, ya que es tan uniforme, con diferencias muy peque\u00f1as. Pero se pueden buscar patrones en estas leves variaciones. A\u00fan no se han encontrado, pero tampoco se descarta la posibilidad de que se puedan observar. Todos los datos encontrados hasta ahora son compatibles con muchas teor\u00edas respecto a la forma del universo. Akrami comenta \u201cNo hemos descartado tantas topolog\u00edas interesantes como algunos pensaban\u201d.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>La teor\u00eda de cuerdas<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Pero la idea de que el universo tenga forma de donut parece menos intuitiva que un universo plano e infinito, podr\u00eda ser mucha complejidad innecesaria. Esto es algo que estos cient\u00edficos tambi\u00e9n se han planteado y han sabido rebatir. Para empezar, realmente es mucho m\u00e1s complejo que en el Big Bang se pasara de la nada a un universo infinito, que pasar de la nada a algo compacto, peque\u00f1o.<\/p>\n\n\n\n<p>Tambi\u00e9n hay pruebas en nuestro entendimiento te\u00f3rico del universo. La teor\u00eda de cuerdas, popular candidata a teor\u00eda del todo que explique la naturaleza m\u00e1s fundamental de las part\u00edculas y las fuerzas, <strong>podr\u00eda indicarnos que el universo es finito<\/strong>. Describe que no tenemos solo cuatro dimensiones, las tres espaciales y la temporal, sino 10, como m\u00ednimo. Pero algunas est\u00e1n \u201ccompactadas\u201d y no las experimentamos. Akrami defiende que es m\u00e1s razonable considerar que todas las dimensiones son compactas, y no solo algunas mientras cuatro son infinitas. Tanto si detectamos un universo compacto como si descubri\u00e9ramos que s\u00ed tenemos dimensiones infinitas, obtendr\u00edamos informaci\u00f3n \u00fatil para descartar versiones de la teor\u00eda de cuerdas en favor de otras. A pesar de que es una b\u00fasqueda dif\u00edcil, ser\u00eda un gran descubrimiento.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Proyectos en la b\u00fasqueda de la forma del universo<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Esta investigaci\u00f3n es algo complejo en parte porque no se sabe si se podr\u00e1n encontrar pruebas observables. El universo podr\u00eda ser infinito, o finito pero en una escala mayor de la que podemos observar, y no sabr\u00edamos distinguir ambas posibilidades. Sin embargo, el fondo c\u00f3smico de microondas tiene algunos patrones que se esperar\u00eda de un universo finito, as\u00ed que esta b\u00fasqueda merece la pena.<\/p>\n\n\n\n<p>Aunque haya 18 posibles topolog\u00edas, \u00e9stas tienen infinitas variaciones, no podemos comprobar todas. Se trata de descartar las m\u00e1s improbables, para trabajar solo con las m\u00e1s prometedoras. Algo que ayudar\u00e1 es la obtenci\u00f3n de un mapa m\u00e1s detallado del fondo c\u00f3smico de microondas. Esto es un trabajo que se est\u00e1 realizando en un proyecto internacional, CMB fase 4, con la colaboraci\u00f3n de varios telescopios de Chile y de la Ant\u00e1rtida.<\/p>\n\n\n\n<p>Incluso si el fondo c\u00f3smico de microondas no fuera suficiente para probar la topolog\u00eda del universo, hay datos astron\u00f3micos que pueden utilizarse con este fin. Todo en el universo se ver\u00eda afectado por su topolog\u00eda. El telescopio espacial Euclid, que revel\u00f3 sus primeras im\u00e1genes el pasado 23 de mayo, y el observatorio SKA son algunos de los instrumentos que est\u00e1n trabajando en mejorar nuestro entendimiento de todos los objetos del universo. Si conseguimos un censo de toda la materia del universo, podr\u00edamos entender la topolog\u00eda que le afecta. Akrami dice que as\u00ed quiz\u00e1s podr\u00edamos conseguir un mapa de todo el universo.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Yashar Akrami, investigador del IFT y de la colaboraci\u00f3n Compact, explica para el peri\u00f3dico The Guardian por qu\u00e9 el universo podr\u00eda tener forma de donut. Compact (Collaboration for Observations, Models and Predictions of Anomalies and Cosmic Topology) es un equipo internacional que trata de encontrar la forma que tiene nuestro universo. 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