?El universo puede expandirse a mayor velocidad que la de la luz?

Hace unas semanas publicamos la respuesta a la pregunta sobre cu¨¢nto mide el universo. Y tras esa publicaci¨®n varios lectores nos han enviado una nueva pregunta que parece impl¨ªcita en mi explicaci¨®n: ?Puede el cosmos expandirse a una velocidad mayor de la de la luz? La respuesta es que s¨ª es posible porque la cuesti¨®n es que cuando hablamos de la velocidad de la luz como la m¨¢xima velocidad que se puede alcanzar en el universo nos estamos refiriendo a la relatividad especial. Para que lo entend¨¢is tengo que contaros que Albert Einstein formul¨®, en 1905, su teor¨ªa de la relatividad especial, que trata sobre el movimiento de los cuerpos en ausencia de gravedad. Seg¨²n esta teor¨ªa, ninguna part¨ªcula, es decir, ning¨²n objeto con masa puede moverse m¨¢s r¨¢pido que la luz. Diez a?os m¨¢s tarde, en 1915, Einstein complet¨® su teor¨ªa de la relatividad con la relatividad general, que explica la gravedad como una deformaci¨®n del espacio-tiempo y en ella las cosas son diferentes.

El concepto de espacio-tiempo no aparec¨ªa en la relatividad especial. Pero cuando pasas a relatividad general no hay ninguna ley que diga que el espacio-tiempo no puede moverse m¨¢s r¨¢pido que la luz.

Si hablamos de la velocidad a la que se expande el cosmos estamos haciendo una extrapolaci¨®n err¨®nea en dos sentidos

En realidad, la medida no es la velocidad a la que se mueve el espacio-tiempo. De hecho, la medida de la expansi¨®n est¨¢ en unidades que son el inverso de tiempo. Se le suele dar un valor promedio que est¨¢ entre 68 y 72 kil¨®metros por segundo por megaparsec. El parsec es una medida que utilizamos en astronom¨ªa y que equivale a 3,26 a?os luz (o lo que ser¨ªa lo mismo: casi 40.000 billones de metros). Y un megaparsec son un mill¨®n de parsec (3,26 millones de a?os luz). Eso quiere decir que si miras a una estrella que est¨¢ a un megaparsec se va a alejar a esa velocidad de nosotros. Si miras a una que est¨¢ a dos megaparsecs su velocidad de alejamiento ser¨¢ el doble y as¨ª va aumentando la velocidad de recesi¨®n. Pero esas galaxias en el propio espacio-tiempo no se est¨¢n moviendo, pr¨¢cticamente se mueven con velocidades locales que son el 2% de la velocidad de la luz. Lo que ocurre es que se expande todo el espacio-tiempo. Para tratar de aclararlo m¨¢s puedo poneros una analog¨ªa, es como cuando un ni?o o una ni?a crecen. La distancia entre su rodilla y su ombligo va aumentando, pero ni su rodilla ni su ombligo de repente se van lejos de todo. El ombligo no se le va a la nuca, sigue estando en la misma posici¨®n en la que estaba. ?Qu¨¦ se ha expandido? Se ha expandido todo el cuerpo. Lo mismo ocurre con el espacio-tiempo, que ser¨ªa como el cuerpo en el caso de la criatura.

Si hablamos de la velocidad a la que se expande el cosmos estamos haciendo una extrapolaci¨®n err¨®nea en dos sentidos. Tenemos una foto del universo ahora y una foto del universo en otro momento, entonces, saco las dos fotos, comparo las dos escalas y si divido longitud entre longitud a diferentes tiempos, lo que me est¨¢ quedando es una cantidad inversa de tiempo. Otra cosa es que cuando eso lo uso y lo vuelvo a multiplicar por la distancia, me parece que he conseguido una velocidad, pero en realidad nosotros solo medimos inversos de tiempo. Medimos una variaci¨®n de escala en tiempo. Pero, sobre todo, es que estamos interpretando el espacio-tiempo como si fuera una part¨ªcula y eso es un error. Las part¨ªculas son materia y el espacio-tiempo es geometr¨ªa. Y en la relatividad general no tenemos ninguna ley que impida que la geometr¨ªa se expanda a una velocidad que, cuando la interpretamos como velocidad, sea mayor que la de la luz.

En resumen, os dir¨ªa que estamos aplicando una restricci¨®n de la relatividad especial a algo que parece una velocidad, pero que realmente no lo es. Es simplemente una manera de cuantificar c¨®mo crece el espacio-tiempo y que surge en el contexto m¨¢s amplio, el de la relatividad general.

Ruth Lazkoz es profesora e investigadora de la Universidad del Pa¨ªs Vasco, sus l¨ªneas de trabajo son la cosmolog¨ªa te¨®rica y observacional, la energ¨ªa oscura y la gravedad modificada.

Pregunta enviada v¨ªa email por Petar Hristov y Juan Jos¨¦ Mangas Laver¨ªa

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