Cosmología (I)

La física describe el contenido del universo mediante números. Solemos medir las masas y los tamaños de todas las cosas en algunas medidas familiares, como por ejemplo gramos y centímetros, pero lo único que importa realmente en la naturaleza es el cociente de escalas: cuántos átomos hay en una estrella, cuántas estrellas hay en una galaxia, cuántas veces vibra un átomo durante la vida media de una estrella.

Decir que el universo es un lugar grande es otra manera de decir que contiene muchas cosas desde el principio.

¿Cómo es de grande el universo en el espacio y en el tiempo?

El universo que podemos ver abarca un rango enorme de escalas y fenómenos, pero es abarcable, no es infinito. Existen números totales definidos de todo:

  • Alrededor de 10^{11} galaxias
  • 10^{21} estrellas
  • 10^{78} átomos
  • 10^{88} fotones

Dentro del universo observable existente desde el Big Bang, hay un número definido de sitios distinguibles diferentes, aproximadamente de 10^{180}, y un número definido de instantes distinguibles diferentes, aproximadamente 10^{60}. Aunque la gama de actividades posibles es muy amplia, en un momento determinado no es infinita.

Existe una estructura jerárquica; todo se compone de cosas más pequeñas y a su vez forma parte de algo mayor. La característica de las estructuras cambia de acuerdo con la relación entre diversas fuerzas físicas. Los fenómenos cuánticos controlan las escalas pequeñas, la gravedad las grandes escalas. En cada escala de tamaño existe otra correspondiente de tiempo. En escalas pequeñas las cosas tienden a suceder rápidamente y lentamente en escalas grandes.

En cosmología las escalas mayores y menores de la jerarquía interactúan directamente, por ejemplo, sucesos que ocurrieron en los primeros instantes del tiempo pueden afectar a la estructura y evolución del universo en escalas muy grandes después de un tiempo muy largo.