Universo observable

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El universo observable, horizonte del universo u horizonte cosmológico constituye la parte visible del universo total. Parece tener un espacio-tiempo geométricamente plano. Tiene un radio de 1,37 x 1026 m, un volumen de 1,08 x 1079 m³ y una masa de 9,27 x 1052 kg, por lo que la densidad masa-energía equivalente es de 8,58 x 10-27 kg/m³. La densidad media de sus constituyentes primarios es de un 68,3 % de energía oscura, un 26,8 % de materia oscura fría y un 4,9% de materia ordinaria, según datos recogidos por la sonda Planck. Así, la densidad de los átomos está en el orden del núcleo de hidrógeno sencillo para cada cuatro metros cúbicos.[1]​ La naturaleza de la energía oscura y la materia oscura fría sigue siendo un misterio. Aunque se han propuesto diferentes candidatos para ambas cosas (como partículas y fuerzas ya existentes o nuevas, o modificaciones de la relatividad general) no existe confirmación experimental sobre ninguna de las propuestas.

Diferencias entre universo observable y universo total[editar]

El universo observable es tan solo aquella pequeña parte que podemos detectar del universo total. En base a la geometría plana descubierta en el universo observable se ha conjeturado que el universo total sea mucho más grande o, incluso, pueda ser infinito en extensión.[2]

Límite del universo observable[editar]

Actualmente el límite del universo observable es la radiación cósmica de microondas que se encuentra a una distancia de corrimiento al rojo de z=1089, lo que quiere decir que podemos ver al universo desde que tenía tan solo 380 mil años de edad. En caso de que se detectara el fondo cósmico de neutrinos o el fondo estocástico de ondas gravitacionales el límite del universo observable se ampliaría a unas distancias del corrimiento al rojo por arriba de z>1010 o a unas fracciones de segundo después del Big Bang.[3][4]

Tamaño[editar]

Ilustración a escala logarítmica del universo observable con el Sistema Solar en el centro, los planetas interiores, el cinturón de asteroides, los planetas exteriores, el cinturón de Kuiper, la nube de Oort, Alfa Centauri, el brazo de Perseus, la Vía Láctea, Andrómeda y las galaxias cercanas, la telaraña cósmica de cúmulos galácticos, la radiación de fondo de microondas y el plasma invisible del Big Bang en el borde.

Tamaño aparente[editar]

Es el tamaño basado solo en el recorrido de las ondas de luz desde su primera fuente de emisión y corresponde a un radio aproximado de 13.700 millones de años luz. Es un tamaño relativo pues proviene del pasado, de estados más densos del universo y no contempla el estado de uniformidad u homogeneidad de la densidad actual a otros puntos tras una posterior expansión del universo.[5]

Distancia comóvil[editar]

La distancia comóvil es la distancia calculada tomando como base las condiciones actuales del universo, es decir, es la estimación de su tamaño actual tras incluir la expansión ulterior de los elementos más profundos del universo visible.

Se ha estimado que el radio del universo observable sea alrededor de unos 46.500 millones de años luz en todas las direcciones desde la Tierra, así el Universo visible se puede considerar como una esfera perfecta con la Tierra en el centro y un diámetro de unos 93.000 millones de años luz/880.000 trillones de km (5.865 billones UA).[6]

Hay que notar que muchas fuentes han publicado una amplia variedad de cifras para el tamaño del Universo visible, desde 13.700 hasta 180.000 millones de años luz. Aunque la edad del universo sea de 13.700 millones de años, la expansión producida debido al Big Bang hace que el universo más lejano observable se haya alejado mucho más que esa distancia, a pesar de haber recorrido menos de 13.700 millones de años luz (1,37x10^10).[5]

Imagen que explica la diferencia sobre el dato de la edad del universo (1.37×1010 años) en comparación a la estimación sobre el radio real del universo observable (4.65×1010 años luz).[6]​ La explicación de tal sería que al mirar la radiación de fondo y las galaxias más lejanas se observa el pasado con una mayor densidad de materia por centímetro cúbico del universo.
Todo el universo observable de z=0.01 a z=1089

Velocidades del corrimiento al rojo[editar]

Debido a que distintos análisis sobre la historia de la expansión del universo pudieran arrojar diferentes estimaciones del tamaño en unidades de distancia, los científicos prefieren utilizar la estimación de los objetos profundos tomando como referencia sus desplazamientos de onda al rojo, es decir, que tanto están alargadas sus ondas electromagnéticas debido al efecto de la expansión del universo. Por ejemplo, la galaxia más lejana detectada se aleja en un factor de 11 y se describe que está a una distancia de z=11. En el caso del fondo cósmico de microondas, lo más alejado detectado a la fecha o límite del universo observado, se desplaza en un factor de 1089 y se dice que está a z=1089.[7]

Escala comparativa[editar]

Equivalentes a escala aproximada 1:1000000000000000, es decir, un metro equivale aproximadamente a un año luz. Por ejemplo, molécula de azúcar es al planeta Tierra como Tokio es a la Vía Láctea.

Escala 1:1.000.000.000.000.000
Molecule de saccharose.png

Molécula de azúcar
1.2 nanómetros
The Earth seen from Apollo 17 with transparent background.png

Diámetro de la tierra
12 000 kilómetros
Herpes Virus.png

Virus del Herpes
140 nanómetros. (0.00014 mm)
Sun in February (transparent).png

Diámetro del Sol
1,4 millones de Kilómetros
Ctenocephalides felis female ZSM.jpg

Longitud de una pulga
1,46 milímetros
Pluto Orbit.gif

Diámetro de la órbita de Plutón
14 600 millones de kilómetros
Human.png

Altura humana
1,7 metros
OortCloud P-sys(PNG-fin)1.png

Nube de Oort
Unos 1,7 años luz
Tokyo Japan taken by Hodoyoshi-3 Satellite.jpg

Ciudad de Tokio
100 kilómetros
Milky Way Galaxy.jpg

Galaxia
100 000 años luz
Orbital resonance of Mercury.gif

Poco menos que el diámetro de la
órbita de Mercurio alrededor del sol
Unos 93 millones de kilómetros
Observable universe logarithmic illustration.png

Diámetro del universo observable
93 000 millones de años luz
tomando en cuenta la estimación
de la distancia comóvil más consensuada

Mapa[editar]

Mapa del universo observable con los objetos astronómicos notables conocidos en la actualidad. Los cuerpos celestes aparecen con el tamaño agrandado para poder apreciar su forma.


Véase también[editar]

Notas y referencias[editar]

  1. Gary Hinshaw (10 de febrero de 2006). NASA WMAP, ed. «What is the Universeholi». Consultado el 1 de marzo de 2007. 
  2. Greene, Brian (1 de octubre de 2011). La realidad oculta: Universos paralelos y las profundas leyes del cosmos. Grupo Planeta (GBS). ISBN 9788498922585. Consultado el 6 de marzo de 2016. 
  3. Grishchuk, Leonid P (2005). «Relic gravitational waves and cosmology». Physics-Uspekhi 48 (12): 1235-1247. Bibcode:2005PhyU...48.1235G. S2CID 11957123. arXiv:gr-qc/0504018. doi:10.1070/PU2005v048n12ABEH005795. 
  4. Lesgourgues, J; Pastor, S (2006). «Massive neutrinos and cosmology». Physics Reports 429 (6): 307-379. Bibcode:2006PhR...429..307L. S2CID 5955312. arXiv:astro-ph/0603494. doi:10.1016/j.physrep.2006.04.001. 
  5. a b «Light Travel Time Distance». www.astro.ucla.edu. Consultado el 2 de marzo de 2016. 
  6. a b Lineweaver, Charles; Tamara M. Davis (2005). Scientific American, ed. «Misconceptions about the Big Bang» (en inglés). Archivado desde el original el 6 de noviembre de 2015. Consultado el 5 de marzo de 2007. 
  7. Eduardo Battaner (2015) Grandes estructuras del universo, Un paseo por el Cosmos, RBA. Consultado el 16 de agosto de 2021

Enlaces externos[editar]