¿Cómo miden los científicos la forma del universo?

Me gustaría saber cómo los científicos miden la curvatura a gran escala del universo para determinar si el universo es cerrado 'es decir, esférico', plano o abierto 'es decir, en forma de silla de montar'.

Mi pensamiento simplista es que podrías medir los ángulos de las esquinas de un triángulo realmente grande y ver si suman <180, 180 o >180 grados. Sin embargo, no puedo imaginar cómo harías eso en la práctica (no sin tener un Ningi de todos modos).

Árbitro. Guía del autoestopista galáctico: El 'Trigánico Pu' es una unidad monetaria. Su tasa de cambio de ocho Ningis por un Pu es bastante simple, pero dado que un Ningi es una moneda de goma triangular de seis mil ochocientas millas de lado, nadie ha acumulado lo suficiente para poseer un Pu. Los ningis no son moneda negociable, porque los Galactibanks se niegan a negociar con pequeños cambios.

Recomiendo encarecidamente leer el libro "Sphereland" de Dionys Burger. Es una "secuela" del libro mucho más antiguo "Flatland" de Edwin Abbott que analiza este tema desde el punto de vista de descender en una dimensión; entonces, si viviéramos en 2D, ¿cómo mediríamos la curvatura de nuestro universo 2D en dimensiones superiores? cuando no podemos experimentarlos.

Respuestas (2)

Hay una excelente charla de Lawrence Krauss precisamente sobre este tema. No puedo recomendar verlo lo suficiente, debe comenzar a verlo incluso antes de leer el resto de esta publicación.

En resumen, podemos modelar la materia justo después del Big Bang en el momento en que vemos el fondo cósmico de microondas y determinar las escalas de distancia características de la "grumosidad" del Universo en ese punto. Entonces podemos ver los grumos del Universo observando la radiación de fondo cósmico de microondas en alta resolución. Ahora tenemos algo de lo que podemos comparar el tamaño visual esperado con el tamaño visual aparente, dándonos información sobre la forma del Universo en el medio.

En astronomía, medimos distancias de una de dos maneras: 1) La luminosidad de un objeto disminuye como el inverso del cuadrado de la distancia o 2) El tamaño angular de un objeto es inversamente proporcional a la distancia. En un universo cerrado, la luminosidad o el tamaño angular disminuirán más lentamente con la distancia (las líneas paralelas eventualmente convergerán) y, en un universo abierto, la luminosidad o el tamaño angular disminuirán más rápidamente con la distancia (las líneas paralelas eventualmente divergirán). Puede visualizar esto con los análogos bidimensionales, como las superficies de una esfera o una silla de montar.

En la práctica, la evolución y expansión del universo hace que este tipo de pruebas sean imposibles y necesitamos confiar en el modelo matemático.