A horcajadas en el Tiempo

Dinámica y Termodinámica del Big Bang
He aquí, la «ecuación dinámica del universo». Ella entrega la relación entre la materia-energía (representada por la densidad de energía
ρ) y la geometría del espacio. Su formulación es igual a la de su homóloga newtoniana (ecuación [3]), pero su interpretación es diferente. El
componente (dR/dt) 2 /R 2 de dimensión [t]- 2 se puede interpretar como una curvatura del tiempo. En consecuencia, de nuevo nos encontramos
con la idea general de la relatividad: la materia (componente de la derecha) curva el espaciotiempo (componente de la izquierda). Con respecto
al término kR 2 , éste representa la curvatura espacial.
Se llama densidad crítica ρ c a la correspondiente a k =0 y, en la ecuación [11] está su definición: (dR/dt) 2 /R 2 ≡ 8πGρ c /3. Esta densidad
sirve para normalizar las densidades cosmológicas: se expresa Ω i = ρ i /ρ c la relación entre una densidad ρ i y la densidad crítica.
Ahora bien, en el modelo newtoniano el futuro del universo se encuentra determinado por el valor de k y, si k = -1, es infinita en el
tiempo; entonces las galaxias se alejan indefinidamente. Por el contrario, si k = 1, el universo terminará por contraerse sobre sí mismo. Cuando
se da el caso de k = 0, ello corresponde a un universo de volumen infinito y de curvatura nula, o sea, de una geometría plana y de una duración
en el tiempo infinita.
Estamos aquí frente a una ecuación de gran trascendencia cosmológica. En primer lugar, ella nos dice que un universo que sólo
contiene energías cinéticas y gravitatorias no es estático. Por otra parte, como su equivalente newtoniana, iguala la derivada temporal del
parámetro de expansión (dR/dt) a una sumatoria de términos que no guardan ninguna relación para ser nula.
Para Einstein, lo anterior, era indeseable para su formulación matemática. En consecuencia, agrega a su ecuación tensorial
un nuevo término Λ g , donde Λ es la constante cosmológica:
μν
[12]
S' μν = S μν + Λ g μν = GT μν
En el plano geométrico, el término introducidos por Einstein da al universo una curvatura intrínseca. Ella caracterizaría el
espacio de un universo vacío, o sea, T μν = 0.
Ahora, la ecuación dinámica para un modelo homogéneo, entonces, se estructura de la siguiente forma:
[13]
(dR/dt) 2 /R 2 + k/R 2 = 8πGρ/3 + Λ/3
se trata de una ecuación que ya vimos en el modelo newtoniano, pero que aquí posee una fuerza adicional.
En el desarrollo matemático que realiza Einstein sobre esta materia, asume la decisión arbitraria de dar a Λ el valor exacto requerido
para obtener dR/dt = 0. Al hacerlo, aparentemente sin advertirlo, pasa sin más junto a un descubrimiento importante: la evolución del cosmos.
Más adelante, veremos que la solución de Einstein no tiene nada de estable. Incluso si Λ es arbitrariamente elegida para neutralizar la expansión
observada, ya que cualquier perturbación, por insignificante que ella sea, bastará para provocar un desequilibrio e inducir un movimiento de
conjunto (expansión o contracción). Por añadidura, las observaciones de Hubble muestran, algunos años después, que (dR/dt)/R › 0.
http://www.astrocosmo.cl/h-foton/h-foton-08_04.htm (2 of 3)29/12/2004 23:33:47