Teoría de la relatividad - el espacio crece a velocidad superior a la luz

Hoy trataremos otro asunto un tanto chocante. El tema es una aparente contradicción y su aclaración nos llevará a entender "cómo puede ser que el espacio crezca (se extienda) a velocidad superior a la de la luz".

Antes necesitamos recordar que las distancias a la hora de hablar de Universo son tan inmensas que de nada nos sirve tratar de utilizar las unidades de medida habituales que aplicamos a nuestro pequeño planeta tales como el kilómetro. Simplemente son ridículas, ya que la cifra que resultaría para describir la distancia de una a otra galaxia casi sería impronunciable y, menos aún, entendible. Para ello se utiliza, en lugar del kilómetro, el "año luz", que es la distancia capaz de recorrer la luz durante un año (y la luz va a unos 300.000 km por segundo, así que imagínate lo que es eso... pues 1 minuto tiene 60 segundos, 1 hora tiene 60 minutos, 1 día tiene 24 horas, 1 mes tiene 30 días (de media), 1 año tiene 12 meses... Es decir, algo como 60*60*24*30*12*300.000 = 9.331.200.000.000 km en un año. Y hablamos de distancias de miles de millos de años... Así que lo reducimos a algo más entendible a lo que llamamos "año luz de distancia" (ahora ya sabes cuánto es eso).

Big Bang

Por otro lado y por lo que hasta ahora conocen los científicos, parece ser que el Universo surgió de una gran explosión conocida como BigBang. Básicamente consiste en imaginarse que todo lo que compone el Universo estuviera concentrado en un sólo punto en un determiando instante (a ésto se le conoce como singularidad y, en realidad, es un concepto matemático) y que en un determinado momento explotase lanzando todo el material en todas direcciones (imagínate un globo hinchándose).

Para llegar al planteamiento de la aparente contradicción te voy a dar los datos:

• La antiguedad calculada para el Universo tal y como lo conocemos es de unos 13.700 millones de años.
• El tamaño estimado del Universo es de 93.000 millones de años luz.
• Nada puede superar la velocidad de la luz.

La contradicción

Si consideramos los tres puntos anteriores, automáticamente surje la contradicción en nuestra mente: "Si nada puede superar la velocidad de la luz, quiere decir que en los 13.700 millones de años de antiguedad del Universo sólo debería haber crecido 13.700 millones de años luz de distancia". Y resulta que nos dicen que "en realidad ha crecido unos 93.000 millones".

En realidad no es que los objetos se desplacen a mayor velocidad que la luz, sino que el espacio entre ellos se expande a mayor velocidad que la luz. Es un asunto de "relativizar" las observaciones. Lo vamos a ver con un ejemplo gráfico sencillo, en el que vamos a imaginarnos un Universo experimental en el que sólo tenemos 4 objetos (A, B, C y D), todos alejados unos de otros a 1 año luz de distancia. Aquí va el croquis:

Nuestro Universo experimental

Según el croquis nuestro Universo experimental mide, de lado a lado, 3 años luz de distancia. Ahora supongamos que estos objetos, tras el BigBang, son capaces de alejarse unos de otros a la velocidad de la luz (y no la superan). Al cabo de un año y a esa velocidad, tendríamos la siguiente configuración:

El espacio se expande más rápido que la luz

¿Cuánto ha crecido el Universo en un año? Según el supuesto original sólo debería haber crecido 1 año luz y sin embargo observamos que ha crecido de 3 a 6 años, es decir, en 1 año ha crecido 3 años luz de distancia. ¡¡Eso triplica la velocidad de la luz!!...

Es pues una consideración relativista la de que nada puede superar la velocidad de la luz según acabamos de ver. 

De hecho, mediante telescopios y lo más avanzado de la tecnología, sólo podemos ver o detectar (los astrónomos) una parte del Universo que nos rodea, a la que llamamos "Universo observable". Sin embargo, a través de la observación del movimiento de los objetos celestes (los que sí podemos ver) y conociendo la edad del Universo, la comunidad científica ha llegado a la conclusión de estimar el tamaño del Universo (todo, no sólo el que no vemos) en 93.000 millones de años y no en los 13.700 millones de años de antiguadad calculada. Piensa que, en el mejor de los casos, un objeto que estuviera en el límite observable del Universo, es decir, a esos 13.700 millones de años luz de distancia, ya no estará ahí en ese momento, pues habrá tenido 13.700 millones de años más para seguir avanzando desde que envió su luz hasta que nos ha llegado a nosotros. "Vemos el pasado", ya que la luz no es instantánea y le cuesta un tiempo llegar a nosotros.