BertJanssen-RelatividadGeneral-207

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Capı́tulo 13
Cosmologı́a relativista
Cuando iba a dar un seminario en Japón, me pidieron que no mencionara el posible recolapso
de universo, porque podı́a afectar a la bolsa.
(S. Hawking, 1996)
13.1. Relatividad general y cosmologı́a
La cosmologı́a, el estudio del universo entero, es casi tan antigua como la civilización huma-
na. Ya los filósofos presocráticos, como Thales deMileto o Anaximandro (siglo VI A.C.) pensaban
poder deducir ciertas afirmaciones sobre la forma y la constitución del universo. Sin embargo, la
cosmologı́a sólo ha llegado a formar parte de la fı́sica cuando, gracias a la relatividad general,
se concibió el universo como un sistema dinámico, regido por las mismas leyes fı́sicas que ri-
gen la materia dentro del universo. La relatividad general predice una estrecha relación entre la
estructura del espaciotiempo y su contenido de materia y energı́a. Es por lo tanto un paso lógi-
co intentar utilizar las ecuaciones de Einstein para estudiar la dinámica del universo entero: su
forma, su contenido y su evolución.
Obviamente es imposible encontrar una solución exacta de las ecuaciones de Einstein que des-
cribe el universo entero con todas las estrellas, galaxias, ondas gravitacionales, campos eléctricos
y magnéticos en todo detalle. Pero esto tampoco es lo que pretende la cosmologı́a: la cosmologı́a
describe la dinámica del universo entero, a muy grandes escalas, donde la influencia de galaxias
individuales e incluso cúmulos de galaxias son meramente perturbaciones despreciables.
Aún ası́ parece que para poder afirmar algo más o menos razonable sobre la forma o la evolu-
ción del universo, hace falta información bastante detallada sobre la distribución de la materia o
las condiciones iniciales, cosas difı́cilmente obtenibles. Sin embargo, la cosmologı́a relativista es
capaz de sacar modelos muy realistas gracias a dos principios básicos.
El primero es el Principio Cosmológico, que pretende decir algo sobre la forma del universo.
La idea es que, sea como sea la evolución del universo, en cualquier momento su aspecto es el
mismo en todos los puntos y en todas las direcciones. Este aspecto puede variar a lo largo de la
evolución, pero por lo menos varı́a del mismo modo en todos los sitios. Más preciso, el Principio
Cosmológico se formula como:
PrincipioCosmológico: En cualquier momento, el universo es homogéneo e isótropo a muy
grandes escalas.
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	IV Soluciones de las Ecuaciones de Einstein
	Cosmología relativista
	Relatividad general y cosmología