¿Un universo abierto, cerrado o estable?

Fue el astrónomo americano Edwin Hubble el que demostró, en 1928, que el universo se encuentra en expansión, reforzando así la teoría del Big Bang. La velocidad a la que el universo se expande es crucial para nuestra comprensión de su destino. Hubble calculó que esta velocidad era de aproximadamente 500 kilómetros por segundo por megaparsec (Mpc: un megaparsec es una distancia equivalente a unos 3 millones de años-luz). Es decir, los objetos a un megaparsec de distancia parecerán alejarse uno del otro a 500 kilómetros por segundo, pero los objetos separados por distancias mayores parecerán distanciarse el uno del otro a velocidades mayores. Esta cifra, de 500 Km por segundo por Mpc, llegó a conocerse como la Constante de Hubble.Debido a que la velocidad de la luz es finita, cuando uno mira el cosmos también mira atrás en el tiempo -el tiempo en el que la luz de las galaxias lejanas que uno está observando comenzó su largo viaje hacia la tierra- De ahí, y de la manera en que la repulsión mutua de las galaxias parece incrementarse con la distancia, se puede deducir que hace mucho tiempo el universo era mucho más pequeño de lo que lo es hoy, y que a medida que se expande, la velocidad de expansión disminuye.

Con la constante de Hubble uno puede dar marcha atrás para descubrir cuándo el universo convergió en un punto -y poner una fecha al Big Bang-. Una costante de Hubble de 500 Km por segundo por Mpc implica un universo bastante joven, de unos 2.000 millones de años. Esto es claramente incorrecto, ya que sabemos que la Tierra tiene más de dos veces esa edad. Para solucionar este problema, en los años cuarenta y cincuenta, los cosmólogos resucitaron el "factor fudge" que Einstein introdujo en 1917 como un modo de mantener al universo en estado costante de no-expansión (ya que a Einstein no le gustaba la idea de un universo en expansión, con la implicación de que éste empezó en algún momento dado).

Esta constante cosmológica es vista, a muy gran escala, como una fuerza de repulsión que contrarresta la fuerza de atracción de la gravedad. Con la constante cosmológica, la constante de Hubble puede ser tan grande como se quiera, y aún así el universo sería infinitamente viejo.

Pero parece demasiado sencillo: desde los años cincuenta, el valor de la constante de Hubble ha sido revisado continuamente a la baja. En los noventa, una escuela de pensamiento sostiene que la constante de Hubble es de unos 30-50 km por segundo por Mpc, otra mantiene que 80-100 es un valor más cercano a la verdad.

La última está apoyada por observaciones, pero los viejos problemas han reaparecido: un valor alto de la constante de Hubble supone un universo de unos 12.000 millones de años, tiempo insuficiente para sus estrellas más viejas. Algunos han hablado de resucitar una segunda vez la constante cosmológica.

Pero, ¿qué hay del destino último del universo? Esto está relacionado muy de cerca con la materia que hay dentro de él. Una vez más, los astrónomos piensan que existe materia suficiente como para ralentizar la velocidad constante de expansión del universo, pero no lo suficiente como para que éste se colapse en el Big Crunch (gran crujido).

El llamado parámetro de densidad, u Omega, expresa la densidad de la materia en el universo. En el caso de un universo de densidad crítica, Omega tiene un valor de aproximadamente 1. En un universo completamente vacío, Omega = 0; en un universo encaminado a un Big Crunch, Omega será mayor que 1.

El problema de este tipo de solución es que esta densidad crítica se encuentra en el filo de una navaja. Una ligera variación en la densidad en un sentido o en otro y el universo podría continuar o desaparecer. Por eso los cosmólogos piensan que, en un universo estable, la densidad crítica es precisamente 1.

El gran enigma es que no hay razón alguna por la que Omega deba ser precisamente 1, o, de hecho, cualquier otro valor. Nada en la física conocida ordena que éste deba ser el valor del parámetro de densidad del universo, de la misma manera que no hay nada en la física conocida que ordene, por ejemplo, las masas precisas de protones y neutrones.

Una respuesta es que estos valores fueron establecidos cuando la edad del universo era menos de una millonésima de segundo, en un momento en el que la materia y la energía estaban en estados no descriptibles por la física moderna. Esto es como decir que los valores iniciales del universo fueron entregados por Dios en tablas de piedra, algo que pocos científicos encontrarán enteramente satisfactorio.