La Geometría de nuestro Universo

Por: Armando Arévalo Hernández
Doctor en Ciencias.

En la experiencia diaria, dicho de otra manera en nuestro diario vivir, con nuestros cinco sentidos ordinarios, percibimos que el espacio es una cosa y el tiempo es otra, incluso las vemos como cosas diferentes porque nuestros sentidos así lo perciben. En la primaria nos enseñan que el tiempo es consecuencia del espacio que recorre nuestro planeta alrededor del sol, marcando así las 4 estaciones y contestamos a la siguiente pregunta   ¿Cómo está el tiempo hoy?   Muy frio y con nieve porque estamos en invierno o si estamos en primavera  decimos, con mucho calor,  etc.

No nada más las estaciones del año, sino también las horas del día, que son producto  del movimiento de la tierra sobre  su propio eje, así, horas, minutos, segundos,  los días, las noches,  etc. Bien podríamos decir, que estos dos movimientos de la tierra (rotación y traslación)  nos dan el tiempo que ordinariamente conocemos.

Las máquinas para medir el tiempo terrestre,  siempre se han basado en el movimiento;  los relojes solares, median la sombra de una estaca que se iba moviendo conforme se va moviendo el sol;  los relojes de arena, es el movimiento de la arena cuando cae;  los relojes de péndulo, es el movimiento del péndulo;  los relojes de pulsera es el movimiento de las manecillas;  hasta llegar a los relojes atómicos de hoy, que miden el movimiento de la longitud de onda de un elemento químico, eso sí, de máxima precisión, los mejores relojes  en la historia de la humanidad.

El tiempo terrestre es producto del movimiento de la tierra, en física se define al movimiento como el cambio de la posición de un cuerpo a lo largo del tiempo y claro el movimiento precisa salir de un punto A hacia un punto B, el intervalo  que existe desde A hasta B, es distancia espacial, simplemente se le llama espacio. Así pues, espacio y tiempo están unidos, uno con el otro.

En un  artículo pasado vimos que un físico ruso, Mikonzki, desarrolló la idea de que el tiempo vendría siendo la cuarta dimensión,  decía que todo lo que se movía en las tres dimensiones ya conocidas (largo, ancho y altura), también se movían en un  tiempo (de acuerdo a la definición anterior), siendo el tiempo, una dimensión física mas, o sea la cuarta dimensión.

Fue hasta Einstein que se desarrolló el modelo matemático que combinó el espacio y el tiempo como un único continuo, en su modelo estaban inseparablemente relacionados, se puede afirmar unidos (espacio-tiempo). La física newtoniana las consideraba separadas, tal como nuestros sentidos nos hacen verlos.  Einstein, razonó muy detenidamente las ideas de Mikonzki, le dio la razón de que definitivamente el espacio (las tres dimensiones), estaban entrañablemente  unidos al tiempo (la cuarta dimensión).

En este continuo espacio-temporal de Einstein, se representan a todos los fenómenos y sucesos físicos del universo, desde un punto de vista matemático, sus consecuencias fueron la teoría de la relatividad entre otras teorías físicas. Gracias primeramente a Mikonski y posteriormente a Einstein, la expresión espacio-tiempo es hoy ampliamente aceptada a pesar de que la vida diaria por medio de nuestros sentidos no nos permite verlos como un todo inseparable, sino como dos entes físicos separados, muy al estilo de la física newtoniana como ya lo hemos visto.

Las consecuencias de incluir en las fórmulas matemáticas el continuo espacio-tiempo como inseparables, han sido grandes, incluso, la cosmología física, que es la ciencia encargada  de estudiar el origen, la evolución y el destino futuro del universo, se basa en este concepto inseparable del espacio-tiempo, así se ha desarrollado la geometría del universo, incluyendo dos modalidades, la geometría local, es decir, aquella referida a la forma del universo que observamos, y la geometría global, que describe al universo conforme al espacio-tiempo inseparables, inherente a todo el universo completo. Hoy se sabe que el universo tiende a ser un globo, debido a que el espacio-tiempo se curva por las fuerzas de gravedad  existentes en todo el universo, hacen que se curve en sí mismo, la gran magnitud de estas fuerzas gravitatorias podrían hacer que se curvara tanto hasta colapsarse,  pero no lo hace debido a la existencia de la energía oscura, que es anti-gravitatoria y más poderosa que las fuerzas gravitatorias que existen en el universo (ver el capítulo dedicado a la energía oscura) dando la forma de un globo, que está inflándose continuamente (en expansión), tal como lo demostró Hubble, así es la geometría del universo en que vivimos, de acuerdo a los cosmólogos físicos modernos.