A Big Freeze, Rip or Crunch: ¿cómo terminará el Universo?

Muchos físicos teóricos creen que el universo podría terminar entre 2.8 y 22 mil millones de años a partir de ahora, pero no pueden estar de acuerdo con su destino final.

La «medición más precisa» jamás realizada sugirió recientemente que nuestro universo se está expandiendo mucho más rápido de lo que se pensaba anteriormente, cuestionando predicciones previas e incluso cuestionando la teoría de la relatividad general de Einstein.

Así como el Universo comenzó después de un Big Bang, los astrónomos ahora están tratando de estudiar esta expansión para predecir cómo terminará finalmente el Universo.

La velocidad de esta expansión puede eventualmente desgarrar el Universo, forzándolo a terminar en un Big Rip. Alternativamente, el Universo podría «encogerse», disminuir o descomponerse, revirtiendo efectivamente el Big Bang y destruyendo el Universo en un Big Crunch. Una tercera teoría se describe como el Gran Congelamiento.

Muchos físicos teóricos creen que el Universo terminará y podría suceder en cualquier momento entre 2.800 millones de años y 22.000 millones de años a partir de ahora. Algunos investigadores incluso apuntan a que el proceso de su desaparición ya ha comenzado.

Entonces, ¿qué destino le espera a nuestro Universo?

El universo en expansión

«Los científicos, incluido Albert Einstein, han creído durante mucho tiempo que el universo es estático e infinito», dijo Thomas Kitching, profesor de astrofísica en el University College de Londres.

«Las observaciones han demostrado que, de hecho, se está expandiendo a una velocidad acelerada. Esto significa que debe provenir de un estado más compacto que llamamos Big Bang, lo que significa que el tiempo tiene un comienzo». Y probablemente tendrá un final.

Al estudiar la luz antigua, los astrónomos pueden ver la llamada «radiación reliquia» del Big Bang, también conocida como fondo cósmico de microondas. Como sugiere el nombre, la teoría especial de la relatividad de Einstein muestra que el tiempo es relativo. El kitching continuó: «cuanto más rápido te muevas hacia mí, más lento pasará tu tiempo en comparación con mi percepción del tiempo». Esto significa que en nuestro Universo de galaxias en expansión, estrellas y planetas en rotación, las experiencias del tiempo varían, y el pasado, presente y futuro de todos son relativos.

Los cosmólogos han utilizado esta teoría, así como datos de estudios de radiación cósmica de fondo, para determinar que la «edad cósmica» del Universo tiene aproximadamente 13.799 millones de años, y esto puede ayudar a predecir cómo y cuándo podría terminar el universo.

Aquí están las tres teorías que proponen cómo se podría lograr este objetivo.

Gran rasgón

La primera teoría sostiene que el Universo terminará con un Big Rip, ya que la atracción de la expansión del Universo se vuelve más fuerte que la gravedad que contiene. Destruiría galaxias, seguidas de agujeros negros, estrellas e incluso nuestro propio planeta.

La tierra y la humanidad con ella podrían degradarse lentamente en radiación, colapsar en sí mismos o romperse a medida que crece la expansión del Universo. Esto dejaría al Universo lleno de partículas únicas desconectadas.

Hasta hace unos cinco mil millones de años, el crecimiento del Universo era lento debido a su atracción gravitacional. Más recientemente, esta expansión ha aumentado, y muchos la atribuyen a los efectos de la energía oscura. Para que se produzca un Big Rip, la energía oscura debe ganar en la lucha contra la gravedad hasta un punto en el que pueda romper átomos individuales.

El año pasado, Marcelo Disconzi, profesor asistente de matemáticas en la Universidad de Vanderbilt en Tennessee, en colaboración con los profesores de física Thomas Kephart y Robert Scherrer, diseñó un nuevo modelo matemático para Big Rip.

Este patrón sugiere que la expansión del Universo eventualmente se volverá infinita. Los modelos anteriores han ignorado en gran medida la viscosidad, pero en la hipótesis de Disconzi, es la viscosidad del Universo la que causa su destrucción violenta. Su teoría se basa en las propuestas realizadas por el matemático francés André Lichnerowicz en la década de 1950.

La gran crisis

Otra teoría sobre el posible fin del Universo se refiere al llamado «Big Crunch».

Si, en lugar de expandirse para siempre, la materia en el Universo llega a un punto en el que comienza a declinar con el tiempo, podría hacer que la gravedad se convierta en la fuerza dominante. Esto eventualmente haría que el Universo se encogiera y las estrellas, planetas y galaxias enteras chocaran entre sí, y el Universo colapsaría, en todos los aspectos, por sí solo.

En pocas palabras, si la expansión del Universo se ralentiza y el Big Bang ocurre al revés, todo volverá a implosionar en una singularidad.

Investigadores en Dinamarca han afirmado recientemente que han demostrado que este proceso, conocido como «transición de fase», ya podría tener lugar en nuestro Universo; en realidad «comiendo» el cosmos.

Se dice que una «transición de fase» es similar a lo que sucede cuando el agua se convierte en vapor, por ejemplo. Según la teoría de Higgs, una transición de fase tuvo lugar una décima de milmillonésima de segundo después del Big Bang, lo que provocó un cambio en la estructura del espacio-tiempo.

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Durante esta transición, el espacio vacío se llenó de una sustancia invisible ahora conocida como campo de Higgs. Si hay un campo de Higgs denso, los investigadores de la Universidad del Sur de Dinamarca creen que una «burbuja» de este estado podría aparecer en cualquier parte del universo en cualquier momento.

Las ecuaciones de los investigadores sugieren que esta burbuja podría expandirse a la velocidad de la luz, entrando en todo el espacio y transformando el campo de Higgs de su estado actual a uno nuevo.

Las reglas de la mecánica cuántica también sugieren que las partículas aleatorias pueden emerger momentáneamente del vacío, algo que se ve regularmente en los experimentos de física de partículas.

Algunos argumentan que la energía oscura podría causar tales «fluctuaciones cuánticas» que, a su vez, podrían causar «un nuevo Big Bang» para poner fin a nuestra cronología y comenzar una nueva. Este es el escenario menos probable, según lo que sabemos actualmente sobre física, pero se ha especulado.

«Gran helada»

La tercera teoría establece que el universo podría terminar debido a una gran congelación. Además, un poco inversamente llamado «muerte por calor», se cree que este escenario está muy probablemente en línea con lo que ya sabemos sobre la física y el universo. Leer más: ¿Qué es la teoría de la relatividad de Einstein?

Este término proviene de la teoría de que, en el Universo y otros sistemas aislados, la entropía aumentará hasta alcanzar un «valor máximo». La entropía proviene de un principio de termodinámica que cubre la energía y se refiere específicamente a la idea de que todo en el Universo eventualmente pasa del orden al desorden. Como resultado, la entropía es una medida de ese cambio.

Una vez que la entropía alcanza su máximo, los físicos teóricos creen que el calor en el sistema se distribuirá uniformemente. Esto significa que no habría más espacio para que exista energía o calor utilizable y el Universo moriría debido a la «muerte por calor». Simplemente, el movimiento mecánico en el Universo se detendrá.

Durante esta gran helada, el Universo, en teoría, se volvería tan vasto que las reservas de gas se extenderían tanto que no podrían formarse nuevas estrellas. Bajo este modelo, el tiempo se convierte en un vacío sin fin en el que no pasa nada, ya que queda poca o ninguna energía en el Universo.

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