MODELOS COSMOLOGICOS RELATIVISTAS

El primer modelo cosmológico relativista fue anunciado por el mismo Einstein en 1917. En éste se consideraba el universo como una superficie cilíndrica 3-dimensional sumergida en el espacio 4-dimensional. El diseño de este universo incluyó la famosa constante cosmológica la cual fue usada por Einstein para hacer que su universo recién creado se comportara bien y se sometiera a la noción (o más bien prejuicio) de que el universo debería ser estático. Luego surgen el modelo, también estático pero sin materia, de Willem de Sitter, el de Aleksandr Friedmann (1922) con soluciones que admitían un universo dinámico (en expansión o en colapso), el "átomo primitivo" del abate Georges Lemaitre (1927) en el cual se incluye materia en expansión que emana de una explosión inicial. Hasta el momento la tarea de los cosmólogos relativistas se limita a un ejercicio académico consistente en hallar soluciones de las ecuaciones de la Relatividad General aplicadas al universo como un todo. Las ecuaciones de la Relatividad General por sí solas no dicen cómo es el universo. Para hallar una solución primero hay que dar las relaciones existentes entre materia energía y presión. El universo en su totalidad se considera como un gas con partículas (masa) energía y presión. Las múltiples posibilidades de diseñar un gas resultan en múltiples soluciones de las ecuaciones de Einstein.
La actividad de crear modelos cosmológicos relativistas no es distinta a la de los astrónomos de la antigüedad que buscaban modelos del mundo usando la geometría como marco teórico. Se desarrolla el modelo, se somete a prueba comparando las predicciones del modelo con las observaciones (movimientos planetarios en el caso de los modelos geométricos de la antigüedad) y se rechaza si no funciona o se ajusta introduciendo ‘epiciclos’ para reparar cualquier desviación entre predicciones y observación. Nótese que el mismo Einstein introduce el "epiciclo" de la constante cosmológica.

La aparición de "epiciclos" en la cosmología es un fenómeno ubicuo y podríamos decir intrínseco en la ciencia. Nos referimos a "epiciclo", en este contexto, como todo artefacto o contorción introducido en una teoría para ajustarla las observaciones. En su forma original las teorías se formulan con el mayor grado posible de sencillez. La navaja de Occam ha demostrado una y otra vez su utilidad en el desarrollo de teorías científicas. En física las teorías más elegantes, compactas y simples han sido las más efectivas. Claro la actividad científica es un quehacer humano no inmune a inclinaciones subjetivas. Es muy frecuente encontrar científicos que se enamoran de su teoría a pesar de datos adversos a ella, y en vez de abandonarla prefieren deformarla con elementos nuevos y ajenos (epiciclos) para tratar de acomodar los datos. Entre mayor sea el número de epiciclos que se le cuelgan a una teoría mayor debe ser la sospecha de que algo anda mal. Este simple principio parece ser bastante preciso y se propone aquí como guía útil para juzgar el estado de avance de los modelos cosmológicos. Nótese el patrón en los modelos geométricos de los griegos: entre los modelos geocéntricos el de Eudoxo necesita 26 esferas, Callipo 33, Ptolomeo 40 epiciclos y 6 ecuantes, mientras que el modelo heliocéntrico original de Aristarcos de Samos no necesita epiciclos para explicar el movimiento retrogrado de los planetas. ¿No es sorprendente que Copérnico introduzca 48 epiciclos? La teoría de la gravedad de Newton tampoco está exenta de epiciclos. De conocida notoriedad es la incapacidad de ésta de explicar el avance anómalo del perihelio de Mercurio, para lo cual se lanzaron posibles variantes de la teoría de Newton incluyendo materia de baja visibilidad en torno al Sol (Le Verrier, 1859), modificaciones a las ecuaciones de Newton (Aspa Hall, 1894) y la incorporación de fuerzas de origen eléctrico.