NeoFronteras

Cúmulo de Coma. Foto: NASA.

¿Cómo de ligados deben de estar los objetos, sean éstos cúmulos de galaxias, galaxias, planetas o átomos para que la expansión cósmica no les afecte? Hasta ahora no se había realizado este cálculo, aunque se tiene un límite observacional obvio a la expansión cósmica.
En la película Annie Hall, el niño que se supone que será el personaje que luego interpreta Woody Allen, es llevado a la consulta del médico por su madre debido a una depresión que le aqueja. Allí, el niño confiesa que su problema es que el Universo se está expandiendo y como el Universo lo es todo algún día todos seremos reducidos a pedazos por dicha expansión. La madre lo interpela, entre otras, con la siguiente frase: “Tú estás en Brooklyn, y Brooklin no se expande”.
Hasta cierto punto, y por lo que sabemos hasta ahora, la madre tiene razón. La fuerza de gravedad mantiene a la Tierra (incluyendo Brooklyn) de una sola pieza aunque el espacio se expanda, y lo mismo pasa con el sistema solar, las estrellas de nuestra galaxia e incluso con nuestro vecindario galáctico.
Podemos imaginar la expansión del espacio como si fuese la masa de un bizcocho de pasas en el horno. La masa se expande, pero las pasas en él, que simbolizan las galaxias, no lo hacen. La expansión se nota porque la distancia entre las pasas aumenta (ver animación).
Richard Price, físico de la University of Texas en Brownsville, ha explicado por qué unos objetos se ven afectados por la expansión y otros no.
Por ejemplo, los átomos están hechos principalmente de vacío, pues los electrones orbitan a una distancia 100.000 veces mas lejos que el radio nuclear. Ese espacio se debería de expandir, pero las fuerzas eléctricas y nucleares mantienen el átomo como un todo.

El universo no se expande dentro del espacio, es el espacio en sí mismo el que se expande, haciendo que las galaxias se alejen unas de otras aunque no se muevan. Animación: Einstein online.

Este científico ha efectuado varios cálculos para el átomo de hidrógeno encontrando que la fuerza electromágnética mantiene el sistema unido e inalterado bajo la expansión cósmica siempre que la intensidad de la fuerza esté por encima de cierto valor.
Brooklyn, su barriga o su esposa no se expanden por motivos cosmológicos. El sistema solar o nuestra galaxia tampoco se expanden, pero en ciertos cúmulos, si las galaxias que los forman están poco ligadas gravitacionalmente, esta expansión se nota. También se nota entre cúmulos de galaxias. Esta expansión ya la midió Hubble en los años veinte.
Este autor demuestra además que, al menos en los átomos, ni siquiera se nota un estiramiento de los mismos por este hecho. La expansión parece ser un «todo o nada». Esta cuestión estaba rondando desde los años treinta y todavía no se le había dado una respuesta.
Últimamente se han propuesto unas teorías en las que la energía oscura (no confundir con la materia oscura) que llena el Universo va aumentando el factor de expansión del universo cada vez más. En este escenario la fuerza de expansión sobrepasaría en un futuro distante incluso a las fuerzas de ligadura entre las partículas que forman los átomos y estos se desgajarían en sus constituyentes, después de que galaxias, sistemas solares, estrellas, planetas, la Tierra y Brooklyn se hubieran a su vez desgajado con anterioridad. En este caso el niño que sale en Annie Hall tendría razón.

El artículo de Richard Price puede ser entendido por alguien con conocimientos básicos de Física y puede encontrase libre de pagos por subscripción aquí.