¿Qué quiere decir que el espacio está curvado?

En física, el espacio es tridimensional, y curvo significa que la geometría del espacio cambia de un lugar a otro. Esto permite que la gravedad actúe como lo hace en nuestro universo. Por tanto, cuando los astrofísicos dicen que el espacio es curvo, no quieren decir que esté doblado en la forma en que normalmente usamos esa palabra, y no están hablando de la forma del espacio exterior. Se refieren a las matemáticas que subyacen al movimiento de las cosas en el espacio.

El espacio es tridimensional

Aunque suene extraño, el espacio es en realidad tridimensional: tiene anchura, altura y profundidad. Puedes pensar en estas dimensiones como el eje x (anchura), el eje y (altura) y el eje z (profundidad). El espacio en sí no es un plano como el papel cuadriculado o una sola línea; se curva en las tres dimensiones.

La teoría de la relatividad general dice que el espacio es curvo

La teoría de la relatividad general dice que el espacio es curvo. Esto no es lo mismo que la «forma» del espacio, que puede tener cualquier forma, desde plana hasta esférica (como una pelota). Curvado significa que el espacio se distorsiona alrededor de los objetos grandes de tal manera que parece una esfera. Se llama «geometría esférica».

La física tiene que funcionar en todos los lugares del universo

Las leyes de la física son las mismas en todo el universo. Esto significa que se pueden hacer experimentos de física en la Tierra, y esos experimentos funcionarán exactamente igual en el espacio.

Las leyes de la física también son exactamente las mismas en todo el espacio exterior. Esto significa que si encuentras un planeta orbitando una estrella a un millón de años luz de la Tierra, las reglas físicas que rigen su órbita serán exactamente iguales a las que rigen la órbita de la Tierra alrededor de nuestro Sol o la de cualquier otro planeta alrededor de su estrella.

La relatividad general dice que el espacio se curva alrededor de los objetos grandes, como los planetas y las estrellas

Aquí hay dos ideas importantes. La primera es que la gravedad es la curvatura del espacio-tiempo. La segunda idea es que no existe el espacio vacío: siempre contiene energía y, por tanto, una forma curvada. La gravedad existe porque los objetos se mueven en trayectorias curvas a través del espacio-tiempo en lugar de permanecer en líneas rectas.

«Curvado» no significa nada de lo que estamos acostumbrados.

Se podría pensar que «curvo» significa doblado, o deformado, pero no es así. El espacio que habitamos es plano. Sólo que la planitud de nuestro universo está un poco curvada alrededor de los objetos grandes, como los planetas y las galaxias: todo tiene su propia curvatura espacial, que es resultado de la gravedad.

Si estás acostumbrado a pensar en las cosas en el espacio tridimensional, puedes pensar en esto como si tomaras una lámina de goma y la doblaras alrededor de un objeto sentado encima de ella (en otras palabras: si viviéramos en esa lámina de goma). La curvatura de esas dos superficies tomaría formas diferentes según el tamaño del objeto comparado con ellas; si esto ocurriera con tu cuerpo y el espacio circundante, ¡de repente todo aparecería deformado al mirarte con prismáticos!

Una pelota no es realmente curva, es sólo un pequeño trozo de una esfera

La superficie de la Tierra es curva. Eso significa que si pusiéramos una pelota en la superficie de la Tierra, rodaría hacia un agujero. Pero eso no es lo que ocurre cuando se lanza una pelota al aire. En su lugar, sube y baja en una trayectoria elíptica (como las órbitas de la Tierra alrededor del Sol). No cae en ningún agujero porque no hay ningún agujero en el que pueda caer.

La razón de esta diferencia es sencilla: La superficie de nuestro planeta no está curvada en absoluto, sólo está curvada de una manera pequeña. Si nos alejáramos lo suficiente como para poder ver todo el planeta por encima de su polo norte (el punto más alto), todo volvería a parecer plano, igual que las cosas se ven planas si las ves desde la ventana del baño o el parabrisas del coche sin inclinarte demasiado hacia delante o hacia atrás.

Si dibujas una línea recta en una superficie curva, la línea también se curvará

Ya conoces la línea recta. Es la distancia más corta entre dos puntos. Pero las superficies curvas no son planas, por lo que tienen propiedades diferentes a las de una superficie plana.

Un ejemplo de ello es que en una superficie curva, si dibujas una línea recta, ésta también se curvará.

La gravedad siempre tira hacia las grandes masas

La gravedad es la fuerza que atrae a los objetos entre sí. La gravedad es una fuerza que afecta a todo en el universo, incluso a los objetos de la Tierra. La fuerza de la gravedad depende de la masa de un objeto; cuanto más masa tenga un objeto, más fuerte será su atracción gravitatoria. Esto significa que cuando usted está en la superficie de la Tierra y deja caer una pelota, ésta cae hacia sus pies porque la gravedad la atrae hacia su cuerpo (y lejos de cualquier otra cosa). De hecho, si tratas de salir de la superficie terrestre hacia el espacio sin ayuda de cohetes o motores de algún tipo (que requerirían combustible), después de algún tiempo sin dejar de moverse hacia arriba -aunque ya no estuvieras cayendo- tu cuerpo acabaría alcanzando la velocidad de escape y seguiría viajando por el espacio hasta llegar a otro planeta o sistema estelar donde aterrizarías con seguridad.

Cuando los astrofísicos dicen que el espacio es curvo, no quieren decir que esté doblado en la forma en que normalmente usamos esa palabra, y no están hablando de la forma del espacio exterior. Se refieren a las matemáticas que subyacen en el movimiento de las cosas en el espacio.

Si lo piensa, la palabra «curvatura» tiene muchos significados diferentes. Puede referirse a que algo se dobla en cualquier dirección, o puede significar que algo se estira como una imagen en una pantalla de televisión antigua.

Sin embargo, cuando los astrofísicos dicen que el espacio está curvado, no quieren decir que esté doblado en la forma en que normalmente usamos esa palabra, y no están hablando de la forma del espacio exterior. Se refieren a las matemáticas que subyacen al movimiento de las cosas en el espacio.

Esto puede parecer confuso al principio porque la intuición de la mayoría de la gente falla cuando se enfrenta a las ecuaciones de Einstein para la relatividad general (que describen cómo la masa dobla el espacio). Las matemáticas no son intuitivas, pero no te preocupes… ¡tu cerebro ha evolucionado durante millones de años para entender la física cotidiana!

Conclusión

Espero que este artículo le haya ayudado a entender lo que significa que el espacio sea curvo.

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