¿Cómo sabemos la edad del universo?

Los antiguos siempre han pensado que el universo era infinito en el tiempo, que siempre ha existido, ya que es el lugar en que moran las entidades que son eternas, como el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas. Pero fue en el siglo pasado que se empezaron a calibrar científicamente las opciones de que el universo tuviera un inicio. Entonces, ¿cuándo se produjo este evento?

Actualmente los astrónomos están muy seguros de que la edad del universo es de 13.700 millones de años y se estima que el error es del 1% en este dato.

En el universo tenemos principalmente galaxias formadas por estrellas, por lo que si observamos cómo evolucionan las estrellas podremos estimar el tiempo mínimo que tiene el universo, es decir, sabiendo lo que tardan en formarse las estrella, podemos tener un límite inferior de la edad del universo.

Si observamos una sola estrella de una parte de la galaxia o de otra, lo tendremos complicado ya que vemos la estrella tal y como era en el pasado. La luz de la estrella tarda varios años en llegar, incluso cientos de años. Así que lo mejor es observar un grupo de estrellas relacionadas para tener datos más ajustados. de esta manera no dependemos de las fluctuaciones particulares de un sola estrella.

Y justamente tenemos los cúmulos globulares que son grupos de estrellas que se formaron a partir de la misma nebulosa de gas, evolucionan conjuntamente y resulta que son estructuras independientes y muy antiguas dentro de la galaxia.

Todo depende de la masa de las estrellas, si la estrella es muy masiva, se consume rápidamente, mientra que si es de baja masa tarda mucho más en consumirse aunque será menos brillante. Los cúmulos globulares más antiguos contienen estrellas con una masa inferior a 0,7 masas solares. Estas estrellas de baja masa son mucho más tenues que el Sol, por lo tanto estos cúmulos tienen entre 11 y 18 mil millones de años.

Este rango se debe a la incertidumbre en la distancia a los cúmulos y, consecuentemente, a la luminosidad y la masa.

Otra manera independiente de calcular la edad del universo es midiendo la constante de Hubble Ho. Si el universo es plano y compuesto pricipalmente de materia, la edad sería 2/(3Ho). Si la densidad de materia es muy baja, entonces sería 1/Ho, mucho mayor. La primera ecuación de Friedmann permite calcuar la constante de Hubble si tenemos la densidad, composición y expansión del universo.

Las observaciones del satélite WMAP permitieron determinar estos parámetros.

El detalle de la estructura del fondo de microondas depende de la densidad actual, la composición y la velocidad de expansión del universo. En 2013 se acabaron de determinar esos parámetros con una precisión del 1,5%. A la vez, conociendo la composición pordemos estimar la edad del universo en 13.770 millones de años.

La clave de esto es que al conocer la composición de la materia y la densidad de energía en el universo, tenemos la constante de Hubble y podemos usar la Relatividad General de Einstein para calcular cómo de rápido se ha estado expandiendo el universo en el pasado y determinar cuándo el universo tenía un tamaño que equivale al punto de inicio, según Einstein. El tiempo transcurrido entre ambos estados es la edad del universo, asumiendo que es plano. Y parece que lo es, según las observaciones de WMAP.

La edad calculada a partir de la constante de Hubble es mayor que la edad de los cúmulos globulares más antiguos, por lo que encajan ambas aproximaciones. hay otros métodos que han permitido acotar estos resultados, todos ellos convergiendo a las cifras que tenemos hoy en día.