Durante décadas, los cosmólogos han intentado responder una de las preguntas más fundamentales de la existencia: ¿es el universo infinito? Las mediciones de la luz más antigua del cosmos, el fondo cósmico de microondas (CMB, por sus siglas en inglés), han llevado a los científicos a concluir que el universo es notablemente plano. Sin embargo, esa planitud no implica necesariamente que el universo sea infinito. La respuesta, como veremos, se vuelve rápidamente extraña y desafía nuestra intuición.
El fondo cósmico de microondas: la huella del universo temprano
El fondo cósmico de microondas es una radiación fósil que se originó aproximadamente 380,000 años después del Big Bang. En ese momento, el universo se volvió transparente y los fotones pudieron viajar libremente. Hoy, esos fotones llegan a nosotros con una temperatura de apenas 2.7 kelvin, y su estudio ha permitido reconstruir con gran precisión la geometría del cosmos.
Misiones como COBE, WMAP y Planck han medido las diminutas fluctuaciones de temperatura en el CMB. Sus resultados indican que el universo es plano con un margen de error de menos del 1%. Es decir, la suma de los ángulos de un triángulo cósmico a gran escala es prácticamente 180 grados, como en la geometría euclidiana.
Planitud no significa infinito
Aquí surge la primera trampa lógica. Que el universo sea plano no implica que sea infinito. La razón es que solo podemos observar una región limitada del cosmos: el universo observable, una esfera de unos 46,000 millones de años luz de radio. Más allá de ese límite, la luz no ha tenido tiempo de llegar a nosotros desde el Big Bang.
Por lo tanto, el universo observable podría ser solo una pequeña porción de un universo mucho más grande que, en su conjunto, podría tener una curvatura global. Imaginemos una hoja de papel: localmente parece plana, pero si la doblamos y unimos sus bordes, obtenemos un cilindro o un toro. La planitud local no garantiza la ausencia de curvatura global.
Topologías exóticas: cuando lo plano se enrolla sobre sí mismo
En cosmología, la geometría local (plana, esférica o hiperbólica) es independiente de la topología global. Un universo plano puede tener una topología no trivial, como un toro tridimensional, un espacio con forma de botella de Klein o incluso estructuras más complejas. En tales casos, el universo sería finito pero sin fronteras, como la superficie de una esfera.
Detectar estas topologías es extremadamente difícil. Si el universo tuviera un tamaño comparable al observable, podríamos ver imágenes repetidas de galaxias o patrones circulares en el CMB. Hasta ahora, las búsquedas no han encontrado evidencia convincente de tales repeticiones, lo que sugiere que, si el universo es finito y enrollado, su escala es mucho mayor que la del universo observable.
El problema de la medida
Otra dificultad radica en que las mediciones del CMB se basan en un modelo cosmológico estándar, el Lambda-CDM, que asume un universo plano e infinito por simplicidad matemática. Pero la planitud observada podría ser una coincidencia local. Si el universo tuviera una curvatura muy leve, necesitaríamos distancias mucho mayores que el tamaño observable para notarla.
Además, la energía oscura complica el panorama. La aceleración de la expansión del universo sugiere que este seguirá expandiéndose indefinidamente, pero no aclara si es finito o infinito. Podría ser que el universo sea espacialmente infinito y que la energía oscura lo estire para siempre, o que sea finito y se expanda sin límite.
¿Qué nos depara el futuro?
Los próximos años traerán nuevas misiones y experimentos, como el telescopio espacial Euclid de la ESA o el Observatorio Simons, que medirán el CMB con mayor precisión y buscarán señales de topologías exóticas. También se exploran ideas teóricas como la inflación cósmica, que predice un universo extremadamente plano y posiblemente infinito, aunque no descarta escenarios finitos.
Mientras tanto, la pregunta sigue abierta. La respuesta, como hemos visto, se vuelve extraña rápidamente: nuestro universo podría ser infinito, o podría ser una burbuja finita en un multiverso aún más vasto. Lo único seguro es que la ciencia seguirá intentando desentrañar este misterio.
