Como han dicho las otras respuestas, en todas partes está el centro del Universo de la misma manera que se puede decir que cada punto de la superficie de la Tierra es el centro de la superficie de la Tierra. En esta imagen, el Universo es como la superficie de un globo en expansión, y vemos que otras galaxias se alejan de nosotros al igual que el punto en la superficie de un globo en expansión ve todos los otros puntos en la superficie alejándose de él. Sin embargo, tenga en cuenta que no hay interior en este globo, solo existe la superficie.
Esa es la imagen convencional, y por lo que podemos decir, es correcto: esta es realmente la forma en que el Universo está evolucionando. Pero a estas alturas puede que se pregunte, ¿cómo sabemos esto? Una imagen más razonable, ciertamente más cómoda para nuestra intuición, es que todas las galaxias se están expandiendo a un vacío. En ese caso, el Universo tendría un centro distinto y único, y una ventaja, entonces, ¿cómo sabemos que no es cierto? ¿Por qué hay esta imagen divertida e intuitiva de todo el espacio en expansión?
Bueno, la primera respuesta es porque la Relatividad General lo dice. Cualquier solución a las ecuaciones de campo de Einstein tiene espacio en expansión o contracción; El espacio estático infinito no es una solución consistente. Einstein incluso intentó jugar con las ecuaciones para obtener esta solución y falló. Pero la segunda y más importante respuesta es que si fuera cierto, el Universo debería verse muy diferente de lo que parece.
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Comencemos con esto. Supongamos que el Universo fuera un grupo de galaxias explotando en el vacío. Ahora suponga que está sentado en una galaxia justo al borde de la esfera en expansión de las galaxias. Sería obvio que estabas en el borde: ¡no habría galaxias en la mitad del cielo! Inmediatamente se podía saber qué dirección era hacia el centro. Todas las galaxias estarían en esa dirección, y no habría ninguna en la otra dirección. No solo eso, todo el calor residual del Big Bang, la radiación de fondo cósmico, estaría de ese lado. Un lado del cielo estaría “más caliente” que la otra mitad (bueno, un poco, el CMB es de aproximadamente 2.7 grados K, pero el vacío sería 0, y esa diferencia sería detectable).
Bien, supongamos que estuvieras en el centro. Imagina lo que verías. Habría galaxias cuando miraras “afuera”, pero menos que si miraras “adentro”. Además, las velocidades promedio de las galaxias al mirar hacia afuera serían más bajas que las velocidades de las galaxias al mirar hacia adentro. Si estuviera a la mitad del borde, por ejemplo, la velocidad relativa máxima que vería al mirar hacia afuera sería 0.5 [matemática] c. [/ matemática] Al mirar hacia adentro, sería [matemática] c [/ matemática]. De manera similar, al mirar hacia adentro, el Universo estaría más caliente que si mirara hacia afuera (esto se debe a que el calor se dispersaría según lo dicte la ecuación del calor; si piensa en una nube de vapor en expansión, por ejemplo, la superficie de la nube es mucho más fresco que el centro).
Por supuesto, esto no es lo que vemos. Dondequiera que miremos, el Universo se ve casi igual. Esta es una imagen del fondo cósmico de microondas: como puede ver, no hay un lado “cálido” y un lado “frío” del cielo. Es casi lo mismo en todas partes. Entonces la Vía Láctea debe estar muy cerca del centro del Universo.
Pero espera: ¿qué tan probable es que la Vía Láctea esté cerca del centro del Universo? Las galaxias se extienden de manera uniforme en todo el Universo; sabemos esto porque si no fuera cierto, tendríamos más galaxias cerca de nosotros que más lejos, pero de hecho vemos que la cantidad de galaxias a distancia [matemáticas] R [/ matemáticas] aumenta como [matemáticas] R ^ 2 [/ matemáticas], como lo harían si las galaxias se extendieran uniformemente por todo el Universo. Pero si las galaxias se extienden de manera uniforme a través del Universo, entonces 7/8 – 87.5% están en la mitad exterior del Universo. De hecho, si la Vía Láctea estuviera a más del 10% del centro, lo detectaríamos. Pero no lo hacemos, por lo que la Vía Láctea debe estar a menos del 10% del camino hacia el borde. Pero solo una galaxia en mil está tan cerca del centro. Entonces, o tenemos una suerte fantástica, o el centro está en todas partes, y la idea de que el espacio se está expandiendo es correcta.
Entonces, debido a que la relatividad nos dice que el espacio se está expandiendo, y dado que es increíblemente improbable que el Universo se vea como lo hace A MENOS QUE todo el espacio se expanda, creemos que la analogía del globo, y eso significa que en todas partes está el centro del Universo.
