En 1915 (diez años después de formular la Teoría de la relatividad) Einstein postuló que, considerándolo a grandes distancias, el universo debía ser homogéneo e isótropo, una afirmación atrevida para entonces, y que hoy conocemos como el "principio cosmológico".

Un universo homogéneo es aquel que toda su materia tiene, en promedio, la misma densidad. Para que esto se cumpla, sus galaxias deben estar distribuidas en forma aleatoria, al azar.

Si bien en las noches podemos ver un firmamento donde las estrellas se agrupan de diversa manera, dejando espacios en blanco entre ellas, el postulado de Einstein las considera desde una distancia mucho más lejana, como la de un hipotético observador que pudiera ver nuestro universo desde muy lejos. En ese caso vería, sin importar su ubicación, una forma como una esponja, llena de galaxias, con algunos huecos entre ellas, pero -en promedio- con la misma densidad.

En 1915 el postulado de Einstein era controversial, puesto que en ese momento las observaciones astronómicas estaban restringidas a la Vía Láctea, una galaxia aplanada, es decir, con una forma claramente no homogénea.

Aún así, Einstein se animó a hacerlo. Después de todo, su fama y prestigio estaban en auge luego de su Teoría de la relavitidad. Sin embargo, tuvo que esperar casi una década hasta que las observaciones del astrónomo Edwin Powell Hubble respaldaran su postulado.

De hecho, Einstein escribió en 1933: "El trabajo de Hubble revela que las nebulosas espirales están distribuidas en el espacio de una forma estadísticamente uniforme, por lo que el esquemático aserto de la teoría de una densidad media uniforme recibe una confirmación experimental".

Gráfico que revela la super estructura. Imagen: RAS

Esto, que de hecho es un complejo problema físico que tiene muchas aristas, se considera importante por diversos aspectos. Para Einstein, la densidad media uniforme es importante porque es la que provoca que el espacio se curve sobre sí mismo (como una esfera), haciendo imposible que una partícula se aleje lo suficiente para "salirse" arbitrariamente del universo.

La idea de Einstein elimina ese "riesgo", puesto que toda particula contenida en el universo, no importa cuánto se aleje, siempre se mantendrá dentro de la densidad media. Algo análogo a lo que nos ocurre a los humanos sobre la Tierra: no importa cuánto caminemos en una dirección definidida, nunca podremos "salirnos" inadvertidamente de nuestro planeta, a lo sumo regresaremos al punto de partida.

Ahora bien, la homogeneidad del universo le permite ser "isótropo", es decir que sus cualidades físicas sean constantes, que no varíen según la ubicación. O, dicho de otra forma: que las leyes de la física funcionen igual, no importa si estamos en la Vía Láctea, Andrómeda o cualquier otra lejana galaxia.

Esto es particularmente importante para nosotros los humanos puesto que las leyes de la física que formulamos, las inferimos a partir de razonamientos y experimentos que hacemos en un minúsculo planeta, ubicado en el extremo de un galaxia promedio. Si el universo no fuera homogéneo, sería más difícil darle carácter de "universal" a nuestros hallazgos.

Pero a medida que las observaciones astronómicas siguen mejorando con telescopios y radioscopios más y más poderosos, se ha confirmado que las galaxias no se ubican de forma totalmente aleatoria, sino que forman sistemas, estructuras más grandes, llamadas "cúmulos de galaxias", cuyas gravedades se influyen unas a otras.

Los cúmulos pueden tener algunas docenas de galaxias (caso del "grupo local" al que pertenece nuestra Vía Láctea), hasta cúmulos de miles de galaxias.

En 1982 se descubrió además que los cuásares (centros ultraluminosos de las galaxias creados por agujeros negros supermasivos) tienden a formar estructuras muy grandes, llamadas "LQG" (Large Quasar Group) por sus siglas en inglés.

Aún así, si vemos estas estructuras desde los suficientes megaparsecs de distancia (un parsec es la distancia que recorre la luz en 3.26 años. Un megaparsec es un millón de parsecs), seguiremos constatando que, en promedio, a pesar de los vacíos entre una y otra, la densidad media (es decir, la homogeneidad), es posible.

Dicho en otras palabras: si observamos el universo desde mucha de distancia, no importa del lugar que sea, no veremos en él una estructura disernible, más que la unidad. Para que esta estimación se cumpla, una estructura no puede tener más de 370 megaparsecs de tamaño. O formulado de otra manera: es muy poco probable que exista una estructura con un tamaño superior a 370 megaparsecs.

Otras formulaciones teóricas en base a mediciones de los rayos x y de las microondas del universo, también respaldan que el universo es homogéneo e isótropo, es decir que el principio cosmológico de Einstein es válido.

Sin embargo, esta semana, un equipo internacional de astrónomos, liderados por científicos de la Universidad de Lancashire (Reino Unido), publicó en la revista "Monthly Notices" de la Royal Astronomical Society, haber descubierto la estructura más grande conocida del universo, un LQG tan grande que le tomaría a un rayo de luz cuatro mil millones de años ir de un extremo a otro. ¿Su tamaño estimado? 500 mepagarsecs, 130 megaparsecs más de lo que "debería tener", si el principio cosmológico fuera válido.

En otras palabras, nuestro hipotético observador del universo, ubicado a gran distancia, podría distinguirla.

"Podemos decir sin lugar a dudas que es la estructura más grande jamás vista en el Universo entero. Esto es muy emocionante", dice Roger Clowes, responsable del equipo de investigadores. Y sigue: "Esto es importante no solo por su tamaño sino también porque desafía el principio cosmológico, que ha sido ampliamente aceptado desde Einstein. Nuestro equipo busca más casos similares que añadan más peso a este reto".

Por supuesto, le toca ahora a otros astrónomos revisar esos estudios y le toca a Clowes y su equipo hallar más ejemplos de este tipo de estructuras. De hecho, algunos astrónomos ya han comenzado a responder que podría tratarse en realidad de dos súper estructuras cercanas, en lugar de una sola.

Es muy pronto para decir que el principio cosmológico de Einstein estaba equivocado, puesto que hay otras observaciones, mucho más abudantes, que lo respaldan, así como principios teóricos ampliamente aceptados.

Esto es sólo el principio de un fascinante debate que veremos extenderse, seguramente, por algunos años. Eso es, precisamente, lo maravilloso de la ciencia: los hallazgos que enriquecen y problematizan las discusiones teóricas, proceso del que luego nacerán nuevas hipótesis y teorías, o que determinarán errores metodológicos, como recientemente el caso de los neutrinos que parecían más veloces que la luz, y que resultaron siendo el simple producto de un cable de fibra mal conectado.

¿Einstein terminará sacándonos la lengua de nuevo, o esta vez tendremos que resignarnos a aceptar que lo que creíamos que eran leyes universales sólo se aplican a nuestro rincón del universo?

Pablo Vásquez Flores para Sophimanía, con información de ABC.es.

Enlaces relacionados

Descubierta la estructura más gigantesca del Universo (ABC.es, en castellano)