forma del universo

Forma del universo
La forma del universo es un nombre informal de un tema de investigación que busca determinar la morfología del universo dentro de la cosmología física, que es la ciencia encargada de estudiar el origen, la evolución y el destino del Universo. Los cosmólogos y los astrónomos describen la geometría del universo incluyendo dos modalidades: la geometría local, es decir, aquellareferida a la forma del universo observable, y la geometría global que trata de describir el espaciotiempo del universo completo. Su estudio está vagamente dividido en -entre otras disciplinas científicas- curvatura y topología, aunque estrictamente hablando su investigación incluya a ambos temas relacionado.
Geometría local (curvatura espacial)
La geometría local (curvatura espacial) es la quecorresponde a la curvatura que describe cualquier punto arbitrario en el universo observable (hecho un promedio sobre una escala suficientemente grande). Muchas observaciones astronómicas, tales como las de una supernova y las de la radiación de fondo de microondas, muestran un universo observable bastante homogéneo e isótropo, y se deduce que su expansión se está acelerando. En la RelatividadGeneral, esto está modelado por la Métrica de Friedman-Le maître-Robertson-Walker (FLRW). Este modelo, que puede ser representado por las Ecuaciones de Friedman, proporciona una curvatura (a menudo llamada geometría) del universo basado en las matemáticas de la dinámica de los fluidos, por ejemplo modelando la materia dentro del universo como un fluido perfecto. Aunque las estrellas y grandesestructuras pueden ser llamadas como unos "casi modelo FLRW", es decir que supone homogeneidad e isotropía y que se asume que el componente espacial de la métrica puede ser dependiente del tiempo, estrictamente un modelo FLRW es usado para aproximar la geometría local del universo observable.
Otro camino para establecer la geometría local propone que, si todas las formas de energía oscura son ignoradas,entonces la curvatura del universo puede ser determinada midiendo la densidad media de la materia que está dentro de él, asumiendo que toda la materia está distribuida uniformemente (más bien que las distorsiones son causadas por objetos 'densos' como galaxias). Esta suposición es justificada por las observaciones que, cuando el universo es "débilmente" heterogéneo, está sobre el promediohomogéneo e isótropo. El universo homogéneo e isótropo da paso a una interpretación de la geometría espacial con una curvatura constante. Un aspecto de la geometría local, surgida de la aplicación de la Relatividad General y el modelo de FLRW, es que el parámetro de densidad, Omega (Ω), está relacionado con la curvatura de espacio. Omega es la densidad promedio del universo dividida por la densidad de laenergía crítica, es decir la requerida para que el universo sea plano (sin curvatura). La curvatura de espacio es una descripción matemática que se plantea si la hipótesis del teorema Pitagórico es realmente el válida para ser aplicada en coordenadas espaciales. En este supuesto, el teorema proporciona una fórmula alternativa para expresar relaciones locales entre distancias.
Si la curvatura escero, entonces Ω = 1, y el teorema de Pitágoras es correcto. Si por el contrario Ω > 1, habrá una curvatura positiva, y si Ω < 1, habrá una curvatura negativa; en cualquiera de estos dos casos el teorema de Pitágoras sería incorrecto (pero las discrepancias sólo se pueden detectar en los triángulos cuyas longitudes de sus lados son de una escala cosmológica). Si se miden las circunferencias de loscírculos de diámetros regularmente más grandes y se dividen el antiguo por el posterior, las tres geometrías nos dan el valor π para los diámetros suficientemente pequeños, pero el radio no deja de ser π para diámetros más grandes, a no ser que π = 1. Para Ω > 1 (la esfera, ver diagrama) el radio es menor que π: de hecho, un gran círculo en una esfera tiene una circunferencia solamente dos...