¿Por qué el universo es tan grande?

La escala del cosmos supera los límites de la comprensión humana. Pero eso no significa que el universo esté más allá de nuestra comprensión.

El espacio es grande. Por eso lo llamamos espacio. Pero, ¿qué tan grande es "grande"?

Eso es relativo. Cuando un astrónomo dice que algo está cerca, puede significar que está a unos pocos millones de kilómetros de distancia (si están hablando de asteroides) o a unas pocas decenas de billones (para las estrellas) o a unas pocas decenas de quintillones (para las galaxias).

No importa el destino, es un largo camino. Nos lo facilitamos usando unidades enormes para medir la distancia, como un año luz, la distancia recorrida en un año por la luz, lo más rápido del universo. Un año luz es de unos 10 billones de kilómetros (km). Pero eso sigue siendo bastante abstracto para la persona típica que lee casualmente sobre exoplanetas "cercanos" o galaxias "distantes". Una forma de comprender mejor esta escala es hacerlo paso a paso.

La Luna: Nuestro Vecino Celestial Más Cercano

La luna es el objeto astronómico más cercano a nosotros en todo el universo. En promedio a través de su trayectoria orbital, está a unos 380,000 km de la Tierra. ¡Eso ya es un largo camino; ¡casi 30 Tierras podrían caber una al lado de la otra sobre esa distancia! O piénsalo de esta manera: los astronautas del Apolo, viajando más rápido que cualquier humano antes que ellos, tardaron tres días en llegar a las cercanías de la luna.

El Sol: Una Estrella a una Distancia Inimaginable

El sol está unas 400 veces más lejos de nosotros que la luna: 150 millones de km. ¿Qué tan lejos está eso? Si pudieras pavimentar una carretera entre la Tierra y el sol, te tomaría unos 170 años conducir allí a velocidades de carretera. Mejor empaca un almuerzo. Un avión comercial sería mejor: tomaría solo 17 años.

La Unidad Astronómica (UA): Midiendo Distancias en el Sistema Solar

Cuando trabajamos con objetos dentro del sistema solar, es conveniente utilizar la distancia Tierra-sol como una especie de vara de medir cósmica. Lo llamamos la unidad astronómica, o UA, y está definida por la Unión Astronómica Internacional (la guardiana de todos los números astronómicos, nombres y otras convenciones acordadas) como exactamente 149,597,870.7 km. Mercurio está a unos 0.4 UA del sol y Venus a unos 0.Sus distancias de la Tierra dependen de dónde estén todos los planetas en sus órbitas y aumentan cuando los planetas respectivos están en lados opuestos del sol, por lo que Venus oscilará entre 0.3 y 7 UA de la Tierra.

Neptuno y Plutón: Los Confines de Nuestro Sistema Solar

Neptuno, el planeta principal más alejado del sol, está a 500 millones de km, o 30 UA. Plutón está aproximadamente a la misma distancia, y está muy lejos de nosotros. La nave espacial New Horizons tardó más de nueve años en llegar allí a pesar de moverse a velocidades de más de 50,000 km por hora.

Visualizando las Distancias: La Cuerda del Sistema Solar

Estos números siguen siendo difíciles de comprender. Cuando viajaba a las escuelas para dar demostraciones a los niños sobre astronomía, uno de mis accesorios favoritos era la cuerda del sistema solar: un fuerte cordón de 15 metros que representaba la distancia promedio entre el sol y Plutón. A los estudiantes se les dieron fotos de planetas, y los colocamos a la distancia escalada adecuada del sol. Los cuatro planetas interiores estaban tan cerca uno del otro que los niños estaban prácticamente uno encima del otro, pero los planetas exteriores estaban muy extendidos; teníamos que encontrar un pasillo largo o salir para la demostración.

El Tamaño Relativo de las Estrellas y las Distancias Interestelares

Pero también es útil considerar la separación entre los objetos en términos de su tamaño. Por ejemplo, el sol tiene 4 millones de km de ancho. El sistema estelar más cercano al sol es Alpha Centauri, que está a 41 billones de km de distancia. Si dividimos el segundo número por el primero, encontramos que Alpha Centauri está a unos 30 millones de "soles" de distancia. Las estrellas son muy pequeñas en comparación con la distancia entre ellas, ¡y esa es una razón por la que realmente no necesitas preocuparte de que una colisione con nuestro sol!

Esa es también la razón por la que usamos años luz para medir estas distancias; es una unidad más aceptable para lidiar con viajes interestelares. Alpha Centauri está a 3 años luz de distancia. La Nebulosa de Orión está a unos 250 años luz del sol. El centro de la Vía Láctea está a 26,000 años luz de distancia, y la galaxia en sí es un disco plano de unos 120,000 años luz de diámetro.

Galaxias, Cúmulos y Supercúmulos: La inmensidad del universo

La galaxia grande más cercana a la Vía Láctea es Andrómeda, que está a 5 millones de años luz de nosotros. Ese es un número interesante porque es "solo" 20 veces el tamaño de la Vía Láctea. La mayoría de las galaxias son bastante cercanas en tamaño.

Dentro de las galaxias, las estrellas chocan muy raramente porque están muy separadas en relación con su tamaño. Pero las galaxias están más juntas en el espacio, por lo que no es una gran sorpresa que las colisiones de galaxias no solo sean comunes sino ubicuas. La Vía Láctea creció a su tremendo tamaño al chocar y fusionarse con otras galaxias, y de hecho, cada gran galaxia ha sufrido múltiples colisiones.

La Vía Láctea y Andrómeda son las dos galaxias más grandes en un grupo de aproximadamente 100 galaxias que llamamos el Grupo Local. Tiene unos 10 millones de años luz de diámetro. Hay grupos aún más grandes y poblados, llamados cúmulos de galaxias. El grande más cercano es el Cúmulo de Virgo, con más de 1,000 galaxias en él, ubicado a unos 50 millones de años luz de nosotros. Y existen grupos más pequeños que están más cerca de nosotros.

Los cúmulos de galaxias se mantienen unidos por la gravedad de sus miembros y pueden tener decenas de millones de años luz de ancho. ¡Pero no hemos terminado! Los cúmulos pueden agruparse en el cosmos para formar cúmulos de cúmulos, llamados supercúmulos. El Cúmulo de Virgo y el Grupo Local son parte del Supercúmulo de Laniakea, que puede tener más de 100,000 galaxias en él y se extiende por 500 millones de años luz.

El Universo Observable: Un Vistazo al Pasado

El universo tiene 1800 millones de años, por lo que podrías pensar que los objetos más distantes que podemos ver están aproximadamente a esa distancia en años luz. Pero el cosmos se está expandiendo, y en el tiempo que ha tardado la luz de objetos distantes en llegar a nosotros, esa expansión los ha barrido más lejos de nosotros. Debido a este movimiento, ¡se estima que el universo observable tiene más de 90 mil millones de años luz de diámetro!

La Inmensidad del Cosmos y Nuestra Comprensión

Después de todo eso, te contaré un secreto: incluso los astrónomos no pueden comprender realmente estas escalas. Trabajamos con ellos, y podemos hacer matemáticas y física con ellos, pero nuestros cerebros de simio todavía luchan por comprender incluso la distancia a la luna, y el universo es dos millones de billones de veces más grande que eso.

Entonces, sí, el espacio es grande. Y es cierto que somos muy, muy pequeños. Estas escalas pueden parecer aplastantes. Pero te dejo con esto: aunque el cosmos es inmenso más allá de lo que podemos comprender, al usar las matemáticas, la física y nuestro cerebro, podemos entenderlo.

Y eso también nos hace bastante grandes.

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