Si alguna vez has soñado con viajar en el tiempo, solo mira el cielo nocturno; los destellos que ves son realmente instantáneas del pasado lejano. Esto se debe a que esas estrellas, planetas y galaxias están tan lejos que incluso la luz de las más cercanas puede tardar decenas de miles de años en llegar a la Tierra.
El universo es, sin duda, un gran lugar. ¿Pero qué tan grande es?
"Eso puede ser algo que en realidad nunca sabemos", dijo a Live Science Sarah Gallagher, astrofísica de la Western University en Ontario, Canadá. El tamaño del universo es una de las preguntas fundamentales de la astrofísica. También podría ser imposible responder. Pero eso no impide que los científicos lo intenten.
Cuanto más cerca esté un objeto en el universo, más fácil será medir su distancia, dijo Gallagher. ¿El sol? Pedazo de pastel ¿La luna? Aún más fácil. Todo lo que los científicos tienen que hacer es hacer brillar un rayo de luz hacia arriba y medir la cantidad de tiempo que le toma a ese rayo rebotar en la superficie de la luna y regresar a la Tierra.
Pero los objetos más distantes de nuestra galaxia son más complicados, dijo Gallagher. Después de todo, alcanzarlos requeriría un haz de luz muy fuerte. E incluso si tuviéramos las capacidades tecnológicas para iluminar tan lejos, ¿quién tiene miles de años para esperar a que el haz rebote en los exoplanetas distantes del universo y regrese a nosotros?
Los científicos tienen algunos trucos bajo la manga para lidiar con los objetos más lejanos del universo. Las estrellas cambian de color a medida que envejecen, y en base a ese color, los científicos pueden estimar cuánta energía y luz emiten esas estrellas. Dos estrellas que tienen la misma energía y brillo no se verán iguales desde la Tierra si una de esas estrellas está mucho más lejos. Cuanto más lejos, naturalmente, aparecerá más tenue. Los científicos pueden comparar el brillo real de una estrella con lo que vemos desde la Tierra y usar esa diferencia para calcular qué tan lejos está la estrella, dijo Gallagher.
Pero, ¿qué pasa con el borde absoluto del universo? ¿Cómo calculan los científicos las distancias a objetos tan lejanos? Ahí es donde las cosas se ponen realmente difíciles.
Recuerda: cuanto más lejos esté un objeto de la Tierra, más tardará la luz de ese objeto en alcanzarnos. Imagine que algunos de esos objetos están tan lejos que su luz ha tardado millones o incluso miles de millones de años en alcanzarnos. Ahora, imagine que la luz de algunos objetos tarda tanto en hacer ese viaje que en todos los miles de millones de años del universo, todavía no ha llegado a la Tierra. Ese es exactamente el problema al que se enfrentan los astrónomos, dijo a Live Science Will Kinney, físico de la Universidad Estatal de Nueva York en Buffalo.
"Solo podemos ver una pequeña y pequeña burbuja de. ¿Y qué hay fuera de eso? Realmente no lo sabemos", dijo Kinney.
Pero al calcular el tamaño de esa pequeña burbuja, los científicos pueden estimar lo que está fuera de ella.
Los científicos saben que el universo tiene 13.800 millones de años, unos cientos de millones de años. Eso significa que un objeto cuya luz ha tardado 13.800 millones de años en llegar a nosotros debería ser el objeto más lejano que podamos ver. Puede sentirse tentado a pensar que eso nos da una respuesta fácil para el tamaño del universo: 13.8 mil millones de años luz. Pero tenga en cuenta que el universo también se está expandiendo continuamente a un ritmo creciente. En la cantidad de tiempo que la luz ha tardado en llegar a nosotros, el borde de la burbuja se ha movido. Afortunadamente, los científicos saben cuán lejos se ha movido: a 46.500 millones de años luz de distancia, según los cálculos de la expansión del universo desde el Big Bang.
Algunos científicos han usado ese número para tratar de calcular lo que está más allá del límite de lo que podemos ver. Basado en la suposición de que el universo tiene una forma curva, los astrónomos pueden observar los patrones que vemos en el universo observable y usar modelos para estimar cuánto más se extiende el resto del universo. Un estudio encontró que el universo real podría tener al menos 250 veces el tamaño de los 46.500 millones de años luz que podemos ver.
Pero Kinney tiene otras ideas: "No hay evidencia de que el universo sea finito", dijo, "bien podría continuar para siempre".
No se puede decir con certeza si el universo es finito o infinito, pero los científicos coinciden en que es "realmente enorme", dijo Gallagher. Desafortunadamente, la pequeña parte que podemos ver ahora es lo máximo que podremos observar. Debido a que el universo se está expandiendo a un ritmo creciente, los bordes exteriores de nuestro universo observable en realidad se están moviendo hacia afuera más rápido que la velocidad de la luz. Eso significa que los bordes de nuestro universo se alejan de nosotros más rápido de lo que su luz puede alcanzarnos. Poco a poco, estos bordes (y cualquier restaurante allí, como escribió una vez el autor británico Douglas Adams) están desapareciendo de la vista.
El tamaño del universo y la gran cantidad que no podemos ver, eso es humillante, dijo Gallagher. Pero eso no impide que ella y otros científicos continúen buscando respuestas.
"Tal vez no podamos resolverlo. Podría verse como frustrante", dijo Gallagher. "Pero también lo hace realmente emocionante".
