Al principio, para el hombre el universo más allá de los árboles eran el Sol, la Luna, las estrellas, los planetas y los cometas: lo que se veía a simple vista. Pasamos miles de años tratando de dar una explicación a la naturaleza de ese universo visible y a su estructura. Con el telescopio, éste pareció al fin accesible, pero planteó un nuevo desafío para entender las enormes escalas de tiempo y espacio fuera de toda experiencia humana.

En 1921, los trabajos de Edwin Hubble, Harlow Shapley y otros muchos astrónomos, mostraron que el cosmos estaba lleno de “universos islas” o galaxias, y que la distancia a ellas era increíblemente superior a lo que dictaba el sentido común. Además, el universo era posiblemente mucho más viejo de lo que nadie había imaginado. La galaxia de Andrómeda –la espiral más cercana a nosotros– estaba a más de 2 millones de años luz; la Vía Láctea tenía casi 100.000 años luz de diámetro; y universo una edad de cerca de 20.000 millones. Además, todo indicaba que éste se había formado en una gran explosión, o Big-Bang, y que además se estaba expandiendo. En menos de 30 años, durante el siglo XX, nuestra imagen del cosmos cambió radicalmente. Y con ello también las preguntas. ¿Cómo es la estructura a gran escala del universo? ¿Se distribuyen las galaxias de manera uniforme a medida que el cosmos se expande?

Al principio, el modelo que primó fue también el más simple. Las galaxias se distribuyen de manera uniforme: el número de galaxias por unidad de volumen es constante. Aunque este modelo ofrecía una serie de ventajas, los problemas no tardaron en aparecer. En las décadas de 1960 y 1970, observaciones de Shane y Wirtanen mostraron que en la constelación de Bootes parecía haber un enorme vacío: un lugar sin galaxias. Esto era sorprendente y un gran desafío, pues el Principio Cosmológico de la teoría General de la Relatividad –que estaba ganando fuerza justamente por poder explicar el corrimiento al rojo y brillo de las galaxias en un cosmos en expansión– decía que el universo a gran escala era homogéneo, uniforme e igual en todas las direcciones. Si existía un enorme vacío, esto podría ser señal que no era homogéneo y, por lo tanto, la teoría ser incorrecta. Pero, ¿estábamos realmente viendo las escalas más grandes? 

La pregunta estuvo abierta hasta 1986. El trabajo de Lapparent, Geller y Huchra, de la Universidad de Harvard, mostró que la distribución de galaxias a gran escala estaba alternada por filamentos hechos por cientos de galaxias y enormes vacíos de unos 500 millones de años luz. Era la primera vez que se visualizaba tan claramente. Además, en la distribución de galaxias parecía que ellas se agrupaban en una enorme extensión del espacio formando un bloque, lo que fue llamado "la gran muralla" de galaxias de cientos de millones de años luz. El descubrimiento asombró.

¿Y qué pasó con la homogeneidad? En 1996, un estudio desarrollado por los Observatorios Carnegie y liderado por Steve Shectman desde el Observatorio Las Campanas en Chile, demostró que efectivamente el universo alterna enormes vacíos y largos filamentos de galaxias, pero que a gran escala –por sobre los mil millones de años luz– la distribución es homogénea. Esa famosa "gran muralla" era uno de esos largos filamentos que atraviesan vastas zonas del cosmos. Los mapas de la distribución de galaxias mostraron que lo más parecido a esta estructura era la de una esponja de mar, lo que es también visualizado en los modelos cosmológicos actuales. Así es que trate de conseguirse una esponja de mar y muéstrele a sus amigos cómo es posible tener el universo en la palma de la mano.

Importante: Esta columna fue redactada por Gaspar Galaz, astrónomo del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica e investigado del Centro de Astrofísica CATA. Fue publicada originalmente el día 5 de agosto en el Medio Electrónico EMOL, para verla hacer click aquí