EL FIN DEL UNIVERSO por el Prof. Dr. D. Alberto Requena Rodríguez, académico numerario

El espacio y el tiempo tiene un final. Cuando se agote la energía ¿Qué ocurrirá? Se pensaba que el Universo envejecía expandiéndose. Pero ahora se ha concluido que se expande con violencia. La expansión enfría el Universo y despedaza galaxias. El otro extremo es la gravedad que tiende a unirlo todo. ¿Quién vencerá? Puede ser la muerte fría: siempre se expande. La otra es, que si se equilibra se detendrá al llegar al equilibrio. En esta otra alternativa vence la contracción, la gravedad. ¿Hacia dónde va el Universo?

 

Al principio de la expansión, de la creación de todo, del origen de la gravedad, hace 13.800 millones de años, un punto comenzó a expandirse: el denominado Big Bang. Creó todo el espacio (espacio-tiempo) y la materia. Todo cuanto tenemos alrededor. Creó, de la nada, todas las galaxias. Sin la expansión, con demasiada gravedad, el Universo inicial no se hubiera desarrollado. El Universo ha dado tiempo a que nos formemos. Durante 13.800 millones de años vivimos en una especie de equilibrio entre gravedad y expansión. En los años 20 del pasado siglo, se concluyó que cuánto más materia tengamos, más gravedad. ¿Cuál es la densidad crítica? La respuesta es: 5 átomos por metro cubico. Por ejemplo, de hidrogeno. Si introducimos más de 5 átomos por metro cubico, se colapsará el Universo. Con menos de 5 continuaría expandiéndose. Después, a los astrónomos les pareció que la materia del Universo era suficiente para mantener la densidad critica.  Parecía que avanzaba al ritmo apropiado para envejecer. Pero, posteriormente se advirtió, en los años 70, que el Cosmos tenía una materia que oscurecía todo a su paso y era cinco veces mayor que la materia conocida, tras estudiar la materia predecible del Universo. La masa del Sol controla las orbitas de los planetas. Las Galaxias hacen algo parecido, atrayendo a las estrellas en orbitas “circulares”. Pero las orbitas medidas por los astrónomos, las galaxias, giraban demasiado rápido. Incluso considerando un agujero negro en su centro. Una fuente adicional atraía las Galaxias, pero los telescopios no indicaban nada en ninguna dirección. No había nada ni la reflejaba ni la bloqueaba y por eso se dio en denominarla: materia oscura. Es como una partícula nueva que se llama materia oscura. De su densidad en el espacio depende el futuro del Universo. Pero no se puede medir. Todo lo que refleja luz permite que se reconozca e, incluso, a otros que se interponen, también. ¿Como se puede ver, sin luz, la materia oscura? Solo por el efecto de la llamada lente gravitacional, curvando la luz. Una copa de vino sirve de ejemplo. El vidrio del vaso distorsiona la luz al pasar a su través por el vaso de vino. La luz será distorsionada al pasar cerca de un elemento de materia oscura.

En el Universo la materia oscura puede multiplicar por cinco la materia normal. Las galaxias luminosas se concentran donde la materia oscura es más densa. La materia oscura determino la evolución del Universo. Es como si después del big bang se formara la materia oscura y así fuera la matriz que permitió la creación de la Galaxia. Mantiene unido al Universo, pero puede amenazar con destruirlo. Posee mucha gravedad y está ralentizando la expansión del Universo. Puede favorecer que gane la gravedad: la gran implosión. Se estancaría unos instantes y la gravedad originaría un cataclismo: las galaxias que se alejan empezarían a avanzar hacia nosotros, contrayendo el espacio y la gravedad crecería y la temperatura aumentaría. Los planetas chocarían contra a Tierra y los agujeros negros se eliminarían entre sí. Resultaría imposible la vida como la conocemos. Una gran implosión podría llevarnos a un nuevo comienzo, según algunos. Hablaríamos de un ciclo universal que se repite para siempre. Un nuevo big bang.

 

Pero se descubrió otro tipo de fuerza que parecía llevar todo a un sitio distinto. Cuando se midió la historia de la expansión del Universo. Filipenko, y Perlmutter por separado, midiendo velocidad de galaxias lejanas, midieron una estrella que explotó a millones de años luz, una supernova. Ardió con 5.000 millones de veces más luminosidad que nuestro Sol y midieron como se modificaba la luz que se desplaza al rojo y determinaron la variación, como consecuencia de la explosión. La supernova debería volverse más roja que las más cercanas. Midieron 52 supernovas y los resultados decían que no se ralentizaban, sino que se aceleraba. La expansión se iba acelerando, impulsada por algo misterioso. La aceleración parecía retar a las leyes de la Física. La nueva energía parecía salir de la nada. En el espacio hay una energía intrínseca y esta energía produce una especie de antigravedad. Le dieron el nombre de energía oscura. Es el misterio de la física. ¿Cuánta había? Dominaba por 3 a 1 a la materia del universo. Es la energía emergida de la nada y al repeler las galaxias se creaba más. La energía oscura parecía tirar por tierra la gran implosión. Se multiplica con la expansión al aumentar el volumen. Si la energía oscura domina la expansión, sería tan grande que nuestros cuerpos acabarían desgarrándose, Una a una las galaxias se volverían inobservables. 70 millones de años transcurrirían antes de desgarrarse los sistemas solares y después los planetas, las personas, los átomos y todo a gran velocidad. En pocos minutos se despedazaría todo. Solo quedarían los fotones individuales que irían disminuyendo hasta, quizás, dejar de existir. El vacío sería desocupado del espacio. Esto supondría un gran desgarramiento o una gran congelación. Pueden ser los dos finales. La energía oscura estaría por medio. Hasta que no la entendamos no sabremos nuestro final. Lo ideal sería disponer de una gravedad adecuada y con energía oscura que no provocara que se despedace. Todo parece indicar que habrá una gran congelación. Las galaxias se expanden, pero permanecen intactas. Dejaran de formarse estrellas nuevas. Dentro de 100 billones de años dejarán de existir las más grandes, supernovas y se convertirán en agujeros negros. Las medianas morirán a continuación, cuando se consuma la fuente de hidrogeno y se hinchara y se tragara a sus propios planetas. Consumido el combustible, se contraerá por la gravedad en unos pocos kilómetros y se convertirá en una enana blanca, como si fuera un diamante o carbono comprimido. Las estrellas seguirán tiñendo de rojo el cielo. Son las estrellas más frías y pequeñas. Dentro de 10 millones de años, dejarán de quemar energía y el cielo nocturno se volverá negro. Solo quedarán agujeros negros. Empezará una nueva era la de los agujeros negros, en la que orbitarán unos alrededor de otros.  Pero estas galaxias seguirán evolucionando. En trillones de años se absorberán unos agujeros negros a otros. La materia que evada un agujero negro acabará muriendo cuando el protón se destruya. Solo quedarán agujeros negros, Se creían que eran inmortales, pero acabarán muriendo. Se evaporarán y se harán cada vez más pequeños, hasta que desaparezcan. El Universo acabara cuando muera el ultimo agujero negro. El último producirá una explosión de rayos gamma y todo habrá desaparecido.

 

El fin llegara, la energía oscura llevará esto a una muerte fría larga e inexorable. Salvo que haya un cambio de estado. Como ocurre con el agua. ¿Qué pasaría si estuviéramos en el agua y se congelara de momento, es decir debido a un cambio de estado. Puede ocurrir esto en el espacio vacío. La energía acumulada en el estado vacío podría liberarse. Un fallo espontáneo en el espacio tiempo, podría dar lugar a un cambio de estado. Ya ocurrió algo de esto. En el big bang, era caliente y no tenia forma, ni espacio ni tiempo. Un fallo desencadenó un cambio de estado y de una burbuja (como el hielo en el agua) la energía creó el espacio y el tiempo, la materia y la radiación. El viejo Universo creo el nuevo. Quizás fuera la energía oscura que hoy observamos, Un nuevo fallo puede provocar un cambio de estado. Dentro de Universo está el germen de su destrucción. Nada sobrevivirá a un cambio de estado en expansión.