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La expansión sin fin del universo: ¿Por qué la teoría del estado estacionario del universo puede explicar el espacio infinito?
En cosmología, el modelo de estado estacionario, o teoría del estado estacionario, proporciona una alternativa a la teoría del Big Bang. Según el modelo de estado estacionario, a medida que el universo se expande, la densidad de la materia permanece constante debido a la creación continua de materia en el universo, lo que hace que la teoría siga el principio de cosmología perfecta, que establece que el universo observable es en cualquier momento. Siempre es lo mismo en todas partes.
El modelo del universo en estado estacionario implica que el universo no tiene principio ni fin. Sin embargo, esta visión enfrenta desafíos de observación cada vez mayores.
Mirando hacia atrás en la historia, la expansión del universo fue descubierta a través de las observaciones de Edwin Hubble. En aquel momento, el modelo estático del universo propuesto por Einstein en 1917 se consideraba inestable. La teoría del Big Bang, propuesta por primera vez por Georges Lemaître, sostiene que el universo tiene una edad finita y evoluciona mediante enfriamiento, expansión y colapso gravitacional. En el modelo de estado estacionario, aunque el universo se está expandiendo, su apariencia no cambia con el tiempo, lo que es coherente con el principio de cosmología perfecta. Los desarrolladores de la teoría, Hermann Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle, publicaron un artículo fundamental en 1948 en el que proponían un proceso de creación continuo.
Sin embargo, durante las observaciones realizadas en las décadas de 1950 y 1960, los modelos de estado estacionario comenzaron a mostrar problemas. Las observaciones en ese momento mostraron que el universo realmente estaba cambiando. Las fuentes extremadamente luminosas libres de galaxias, como los cuásares y las radiogalaxias, sólo se descubren a grandes distancias, lo que significa que sólo existieron en el pasado y difieren de la distribución predicha por los modelos de estado estacionario. Las predicciones de la teoría del Big Bang fueron confirmadas y las pruebas estadísticas posteriores descartaron rápidamente la viabilidad del modelo de estado estacionario.
La evidencia observacional muestra que el universo no es estático, un descubrimiento que contribuyó al predominio de la teoría del Big Bang.
El descubrimiento de la radiación cósmica de fondo de microondas también marca un nuevo fracaso del modelo de estado estacionario. La uniformidad de esta radiación y el espectro casi ideal del cuerpo negro son difíciles de explicar por la producción de la mayoría de las fuentes de polvo estelar, lo que apunta claramente a la plausibilidad de la teoría del Big Bang. Incluso entre los defensores de la teoría, se descarta cada vez más la esperanza de que haya fallas. En este entorno, el atractivo del modelo de estado estacionario ha ido disminuyendo gradualmente y sus partidarios se enfrentan a una realidad irrefutable.
Además de los resultados observacionales, en los últimos años también se ha cuestionado uno de los supuestos fundamentales de la teoría del estado estacionario, el principio cosmológico. Las últimas observaciones del universo muestran que el universo no es completamente simétrico en todas las direcciones y posiciones, lo que obstaculiza la eficacia de los modelos de estado estacionario. Hasta este punto, los científicos encontraron algunas anomalías aparentes, incluidos sesgos hemisféricos en las mediciones del fondo cósmico de microondas.
Muchos nuevos grandes descubrimientos estructurales desafían el requisito de uniformidad, algunos de los cuales van más allá de lo que el modelo estándar puede explicar.
En 1993, los científicos Fred Hoyle, George Burbage y Jayant Narlikar propusieron una nueva visión del estado estacionario, denominada cosmología de estado cuasi estacionario (QSS). Este modelo intenta explicar nuevos datos de observación que las primeras teorías del estado estacionario no lograron abordar, proponiendo que mientras el universo se crea constantemente, ocurren otros minibangs. Pero a pesar de las nuevas ideas, los científicos convencionales todavía consideran que el modelo QSS tiene muchos problemas sin resolver.
En general, aunque la teoría del universo de estado estacionario recibió cierto apoyo en los primeros días de su propuesta, su estatus ha sido cada vez más marginado a medida que ha florecido la evidencia observacional. Hoy en día, la comunidad científica es casi unánime al creer que la teoría del Big Bang es el mejor modelo para explicar el origen del universo. Entonces, ¿qué tipo de imaginación y descubrimiento habrá sobre el futuro de nuestro universo?
