No entre en pánico, pero nuestro planeta está condenado. Solo va a tomar un tiempo. Aproximadamente en 6 mil millones de años a partir de ahora, la Tierra probablemente se vaporizará cuando el Sol moribundo se expanda hasta convertirse en un gigante rojo y envuelva nuestro planeta.
Pero la Tierra es solo un planeta en el sistema solar, el Sol es solo una de los cientos de miles de millones de estrellas en la galaxia, y hay cientos de miles de millones de galaxias en el universo observable. ¿Qué nos depara todo eso? ¿Cómo termina el universo?
La ciencia está mucho menos decidida sobre cómo sucederá eso. Ni siquiera estamos seguros de si el universo llegará a un punto firme, final definido, o simplemente colarse lentamente. Nuestra mejor comprensión de la física sugiere que hay varias opciones para el apocalipsis universal. También ofrece algunas pistas sobre cómo podríamos, solo tal vez, sobrevivir.
Nuestra primera pista sobre el fin del universo proviene de la termodinámica, el estudio del calor. La termodinámica es el predicador callejero de la física con los ojos desorbitados, que lleva un cartel de cartón con una simple advertencia: «LA MUERTE POR CALOR VIENE».
La muerte por calor es mucho peor que ser reducido a cenizas
A pesar del nombre, la muerte por calor del universo no es un infierno ardiente. En cambio, es el muerte de todas las diferencias de calor.
Puede que esto no suene atemorizante, pero la muerte por calor es mucho peor que ser quemado. Eso es porque casi todo en la vida cotidiana requiere algún tipo de diferencia de temperatura, ya sea directa o indirectamente.
Por ejemplo, su automóvil funciona porque hace más calor dentro del motor que afuera. Su computadora funciona con electricidad de la planta de energía local, que probablemente funciona calentando agua y usándola para alimentar una turbina. Y te quedas con comida, que existe gracias a la enorme diferencia de temperatura entre el Sol y el resto del universo.
Sin embargo, una vez que el universo alcance la muerte por calor, todo en todas partes estará a la misma temperatura. Eso significa que nada interesante volverá a suceder.
La muerte por calor parecía la única forma posible en que el universo podría terminar
Todas las estrellas morirán, casi toda la materia se descompondrá y, finalmente, todo lo que quedará será una escasa sopa de partículas y radiación. Incluso la energía de esa sopa será minada con el tiempo por la expansión del universo, dejando todo a solo una fracción de grado por encima del cero absoluto.
En esta «Gran Congelación», el universo termina uniformemente frío, muerto y vacío.
Después del desarrollo de la termodinámica a principios del siglo XIX, la muerte por calor parecía la única forma posible en que el universo podría terminar. Pero hace 100 años, la teoría de la relatividad general de Albert Einstein sugirió que el universo tenía un destino mucho más dramático.
La relatividad general dice que la materia y la energía deforman el espacio y el tiempo. Esta relación entre el espacio-tiempo y materia-energía (material) – entre el escenario y los actores en él – se extiende a todo el universo. El material en el universo, según Einstein, determina el destino final del universo mismo.
El universo comenzó como algo increíblemente pequeño y luego se expandió increíblemente rápido
La teoría predijo que el universo como un todo debe expandirse o contraerse. No podía permanecer del mismo tamaño. Einstein se dio cuenta de esto en 1917, y estaba tan reacio a creerlo que modificó su propia teoría.
Luego, en 1929, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble encontró pruebas contundentes de que el universo se estaba expandiendo. Einstein cambió de opinión y calificó su insistencia previa en una universo el «mayor error» de su carrera.
Si el universo se está expandiendo, debe haber sido mucho más pequeño de lo que es ahora. Este descubrimiento llevó a la teoría del Big Bang: la idea de que el universo comenzó como algo increíblemente pequeño y luego se expandió increíblemente rápido. Podemos ver el «resplandor» del Big Bang incluso hoy, en la radiación cósmica de fondo de microondas, un flujo constante de ondas de radio que vienen de todas las direcciones del cielo.
El destino del universo, entonces , depende de una pregunta muy simple: ¿continuará expandiéndose el universo y con qué rapidez?
Si hay demasiadas cosas, la expansión del el universo se ralentizará y se detendrá
Para un universo que contiene «cosas» normales, como materia y luz, la respuesta a esta pregunta depende de cuántas cosas hay. Más cosas significa más gravedad, lo que vuelve a unir todo y ralentiza la expansión.
Mientras la cantidad de cosas no supere un umbral crítico, el universo seguirá expandiéndose para siempre, y eventualmente sufren muerte por calor, congelando.
Pero si hay demasiadas cosas, la expansión del universo se ralentizará y se detendrá. Entonces el universo comenzará a contraerse. Un universo en contracción se encogerá cada vez más pequeño, volviéndose más caliente y más denso, eventualmente terminando en un infierno fabulosamente compacto, una especie de Big Bang inverso conocido como Big Crunch.
Durante la mayor parte del siglo XX, los astrofísicos no estaban seguros de cuál de estos escenarios se desarrollaría. ¿Sería Big Freeze o Big Crunch? ¿Hielo o fuego?
La energía oscura separa el universo
Lo intentaron para realizar un censo cósmico, sumando cuántas cosas hay en nuestro universo. Resultó que estábamos extrañamente cerca del umbral crítico, dejando nuestro destino incierto.
Todo eso cambió a fines del siglo XX. En 1998, dos equipos de astrofísicos en competencia hicieron un anuncio asombroso: la expansión del universo se está acelerando.
La materia y la energía normales no pueden hacer que el universo se comporte de esta manera. Esta fue la primera evidencia de un tipo de energía fundamentalmente nuevo, denominado «energía oscura», que no se comportaba como ninguna otra cosa en el cosmos.
La energía oscura separa el universo. Todavía no entiendo lo que es, pero aproximadamente el 70% de la energía en el universo es energía oscura, y ese número aumenta cada día.
La existencia de energía oscura significa que la cantidad de cosas en el universo no lo hace » No puedo determinar su destino final.
En cambio, la energía oscura controla el cosmos, acelerando la expansión del universo para siempre. Esto hace que el Big Crunch sea mucho menos probable.
Pero eso no significa que la Gran Helada sea inevitable. Hay otras posibilidades.
Una de ellas se originó, no en el estudio del cosmos, sino en el mundo de las partículas subatómicas. Este es quizás el destino más extraño para el universo. Suena como algo salido de la ciencia ficción y, en cierto modo, lo es.
En la clásica novela de ciencia ficción de Kurt Vonnegut, Cat «s Cradle, el hielo nueve es una nueva forma de hielo de agua con una propiedad notable: se congela a 46 ° C, no a 0 ° C. Cuando un cristal de hielo nueve se deja caer en un vaso de agua, toda el agua a su alrededor se modela inmediatamente después del cristal, ya que tiene menos energía que el agua líquida.
No hay ningún lugar para que el hielo comience a formarse
Los nuevos cristales de hielo nueve hacen lo mismo con el agua que los rodea. , y en un abrir y cerrar de ojos, la reacción en cadena convierte toda el agua en el vaso, o (¡alerta de spoiler!) todos los océanos de la Tierra, en hielo sólido nueve.
Lo mismo puede suceden en la vida real con hielo normal y agua normal. Si pones agua muy pura en un vaso muy limpio y lo enfrías justo por debajo de 0 ° C, el agua se sobreenfriará: permanece líquida por debajo de su punto de congelación natural. No hay impurezas en el agua ni manchas ásperas en el vaso, por lo que no hay ningún lugar donde el hielo comience a formarse. Pero si dejas caer un cristal de hielo en el vaso, el agua se congelará rápidamente, como el hielo-nueve .
Puede que el hielo nueve y el agua superenfriada no parezcan relevantes para el destino del universo. Pero algo similar podría suceder con el espacio mismo.
La física cuántica dicta que incluso en un espacio totalmente vacío vacío, hay una pequeña cantidad de energía. Pero también puede haber algún otro tipo de vacío, que contiene menos energía.
El nuevo vacío » convertir «el viejo vacío a su alrededor
Si eso es cierto, entonces el universo entero es como un vaso de agua sobreenfriada. Solo durará hasta que aparezca una «burbuja» de vacío de menor energía.
Afortunadamente, no existen tales burbujas de las que estemos conscientes. Desafortunadamente, la física cuántica también dicta que si un el vacío es posible, entonces una burbuja de ese vacío inevitablemente se lanzará a la existencia en algún lugar del universo.
Cuando eso suceda, al igual que el hielo nueve, el nuevo vacío «convertirá» el antiguo vacío a su alrededor. La burbuja se expandiría casi a la velocidad de la luz, por lo que nunca la veríamos venir.
Dentro de la burbuja, las cosas serían radicalmente diferentes y no terriblemente hospitalarias.
Los seres humanos, los planetas e incluso las propias estrellas serían destruidos
Las propiedades de partículas fundamentales como electrones y quarks podría ser completamente diferente, reescribiendo radicalmente las reglas de la química y quizás impidiendo la formación de átomos.
Los humanos, los planetas e incluso las estrellas mismas serían destruidas en este Gran Cambio. En un artículo de 1980, los físicos Sidney Coleman y Frank de Luccia lo llamaron «la catástrofe ecológica definitiva».
Para colmo de males, la energía oscura probablemente se comportaría de manera diferente después del Gran Cambio. En lugar de hacer que el universo se expanda más rápido, la energía oscura podría atraer al universo sobre sí mismo, colapsando en un Big Crunch.
Existe una cuarta posibilidad, y una vez más, la energía oscura está en el centro del escenario. Esta idea es muy especulativa e improbable, pero aún no se puede descartar. La energía oscura podría ser incluso más poderosa de lo que pensábamos, y podría ser suficiente para acabar con el universo por sí solo, sin que intervenga un Gran Cambio, Congelamiento o Crunch.
La energía oscura tiene una propiedad peculiar. A medida que el universo se expande, su densidad permanece constante. Eso significa que más de ella aparece con el tiempo, para seguir el ritmo del volumen creciente del universo. inusual, pero no infringe ninguna ley de la física.
Sin embargo, podría volverse más extraño. ¿Qué pasa si la densidad de la energía oscura aumenta a medida que el universo se expande? En otras palabras, ¿qué pasa si la cantidad de energía oscura en el universo aumenta más rápidamente que la expansión del propio universo?
Esta idea fue presentada por Robert Caldwell de Dartmouth College en Hanover, New Hampshire. Él lo llama «energía oscura fantasma». Conduce a un destino notablemente extraño para el universo.
Si existe la energía oscura fantasma, entonces el lado oscuro es nuestra última ruina, tal como Star Wars nos advirtió que sería.
Los átomos mismos se romperían, una fracción de segundo antes de que el propio universo se hiciera pedazos
Ahora mismo, la densidad de la energía oscura es muy baja, mucho menor que la densidad de la materia aquí en la Tierra, o incluso la densidad de la Vía Láctea, que es mucho menos densa que la Tierra. Pero a medida que pasa el tiempo, la densidad de la energía oscura fantasma se acumula y destroza el universo.
En un artículo de 2003, Caldwell y sus colegas describieron un escenario que llamaron «el fin del mundo cósmico». Una vez que la energía oscura fantasma se vuelve más densa que un objeto en particular, ese objeto se rompe en pedazos.
Primero, la energía oscura fantasma separaría la Vía Láctea, enviando a volar a sus estrellas constituyentes. Entonces el sistema solar se desataría, porque la atracción de la energía oscura sería más fuerte que la atracción del Sol sobre la Tierra.
Finalmente, en unos pocos minutos frenéticos la Tierra explotaría. Entonces los átomos mismos se romperían, una fracción de segundo antes de que el propio universo se desgarrara. Caldwell llama a esto el Big Rip.
El Big Rip es, según la propia admisión de Caldwell, «muy extravagante», y no solo porque suene como algo salido de un cómic de superhéroes exagerado.
Este es un retrato notablemente sombrío del futuro
Energía oscura fantasma va en contra de algunas ideas bastante básicas sobre el universo, como la suposición de que la materia y la energía no pueden ir más rápido que la velocidad de la luz. Hay buenas razones para no creer en ello.
Basándonos en nuestras observaciones de la expansión del universo y experimentos de física de partículas, parece mucho más probable que el destino final de nuestro universo sea una Gran Helada, posiblemente seguido de un Big Change y un Big Crunch final.
Pero este es un retrato notablemente sombrío del futuro: eones de frío vacío, finalmente terminados por una descomposición del vacío y una implosión final en la nada. ¿Hay alguna escapatoria? ¿O estamos condenados a reservar una mesa en el Restaurante del Fin del Universo?
Ciertamente, no hay ninguna razón para que nosotros, individualmente, nos preocupemos por el fin del universo. Todos estos eventos son billones de años en el futuro, con la posible excepción del Gran Cambio, por lo que no son exactamente un problema inminente.
Además, no hay razón para preocuparse por la humanidad. Al menos, la genética la deriva habrá dejado irreconocibles a nuestros descendientes mucho antes. Pero, ¿podrían sobrevivir las criaturas inteligentes de cualquier tipo, humanas o no?
Si el universo se está acelerando , esas son realmente malas noticias
El físico Freeman Dyson del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey consideró esta cuestión en un artículo clásico publicado en 1979 En ese momento, llegó a la conclusión de que la vida podía modificarse para sobrevivir a la Gran Helada, que pensó que era menos desafiante que el infierno de la Gran Crunch.
Bu En estos días, es mucho menos optimista gracias al descubrimiento de la energía oscura.
«Si el universo se está acelerando, eso es realmente una mala noticia», dice Dyson. Acelerar la expansión significa que eventualmente perderemos el contacto con todas las galaxias, excepto con un puñado de galaxias, limitando drásticamente la cantidad de energía disponible para nosotros. «Es una situación bastante deprimente a largo plazo».
La situación podría todavía cambia. «Realmente no sabemos si la expansión continuará, ya que no entendemos por qué se está acelerando», dice Dyson. «La visión optimista es que la aceleración se ralentizará a medida que el universo se haga más grande». Sucede, «el futuro es mucho más prometedor».
Pero, ¿qué pasa si la expansión no se ralentiza o si queda claro que el Gran Cambio se acerca?Algunos físicos han propuesto una solución que está sólidamente en territorio de científicos locos. Para escapar del fin del universo, debemos construir nuestro propio universo en un laboratorio y lanzarnos.
Un físico que ha trabajado en esta idea es Alan Guth del MIT en Cambridge, Massachusetts, conocido por su trabajo en el universo muy temprano.
Daría un impulso a la creación de un universo completamente nuevo
» No puedo «decir que las leyes de la física impliquen absolutamente que es posible», dice Guth. «Si es posible, requeriría tecnología mucho más allá de lo que podemos prever. Requeriría enormes cantidades de energía que uno necesitaría poder obtener y controlar».
El primer paso, según para Guth, estaría creando una forma de materia increíblemente densa, tan densa que estaba a punto de colapsar en un agujero negro. Al hacerlo de la manera correcta y luego despejar rápidamente el asunto del área, es posible que pueda forzar a esa región del espacio a comenzar a expandirse rápidamente.
En efecto, pondría en marcha el creación de un universo completamente nuevo. A medida que el espacio en la región se expandía, el límite se encogía, creando una burbuja de espacio deformado donde el interior era más grande que el exterior.
Eso puede sonar familiar para los fanáticos de Doctor Who y, según Guth, el TARDIS es «probablemente una analogía muy precisa» para el tipo de deformación del espacio del que está hablando.
No sabemos realmente si es así » s posible o no
Con el tiempo, el exterior se reduciría a la nada, y el nuevo universo bebé se separaría del nuestro, libre de cualquier destino de nuestro universo puede encontrarse.
Sin embargo, Guth también señala que hay otra fuente de esperanza más allá del fin del universo, bueno, una especie de esperanza.
Guth fue el primero en proponer que el universo primitivo se expandió asombrosamente rápido durante una pequeña fracción de segundo, una idea conocida como «inflación». Muchos cosmólogos ahora creen que la inflación es el enfoque más prometedor para explicar el universo primitivo, y el plan de Guth para crear un nuevo universo se basa en recrear esta rápida expansión.
El multiverso como un todo es genuinamente eterno
La inflación tiene una consecuencia intrigante para el destino final del universo. La teoría dicta que el universo que habitamos es sólo una pequeña parte de un multiverso, con un fondo eternamente inflado que genera continuamente «universos de bolsillo» como el nuestro.
«Si ese es el caso, incluso si «Están convencidos de que un universo de bolsillo individual morirá en última instancia a través de la refrigeración, el multiverso en su conjunto seguirá viviendo para siempre, con la creación de nueva vida en cada universo de bolsillo a medida que se crea», dice Guth. «En esta imagen, el El multiverso en su conjunto es genuinamente eterno, al menos eterno en el futuro, incluso cuando los universos de bolsillo individuales viven y mueren «.
En otras palabras, Franz Kafka puede haber estado en lo cierto cuando dijo que había es «mucha esperanza, una cantidad infinita de esperanza, pero no para nosotros».
Este es un pensamiento un poco sombrío. Si te molesta, aquí tienes una foto de un lindo gatito.