fin del universo

¿Qué efecto tendrá la materia oscura sobre el destino último del universo? Se pueden decir varias cosas sobre esta cuestión. En primer lugar, como veremos en seguida, casi no tendrá efecto sobre el futuro tal como es visto por un observador en la Tierra. Pero si el universo posee realmente la cantidad crítica de materia, entonces la existencia de la materia oscura un efecto real sobre el futuro a larga plazo. Solía ser corriente en las discusiones de este tipo mantener la idea de que el universo era cíclico, que el Big Bang sería seguido de un colapso (el Big Crunch) y otra expansión (el Big Bounce, el Gran Salto), pero si nuestras ideas actuales son ciertas, esto no ocurrirá. El universo tiene un solo disparo hacia la existencia, una explosión seguida de una expansión que se va frenando durante una longitud infinita de tiempo.
Podemos seguir el curso del universo con la suposición de que las leyes de la naturaleza que observamos ahora siempre serán ciertas en el futuro. Desde el punto de vista de un observador sobre la superficie de la Tierra, la estructura a gran escala del universo supone muy pocas diferencias para la apariencia del cielo nocturno, pues las distantes galaxias son totalmente invisibles para el ojo desnudo. Las estrellas de la Vía Láctea (incluido el Sol) continuarán ardiendo hasta que gasten su almacén de hidrógeno y helio. En el Sol, el combustible se acabará en unos cuatro mil millones de años, pues en ese momento evolucionará hacia una gigante roja, una estrella hinchada cuya órbita se extenderá más allá de la órbita de Venus. Para un observador en la Tierra parecerá que el Sol llena la mitad del cielo. En ese momento los océanos hervirán y cualquier vida perecerá. Si la raza humana no ha tenido el sentido común de colonizar las estrellas, ése será el fin.
Después de su etapa de gigante roja, el Sol se colapsará en una enana blanca, una estrella del tamaño de la Tierra y que se enfría lentamente, un rescoldo cósmico que ha perdido su fuente de calor. Las estrellas del cielo se extinguirán una por una, mediante una explosión espectacular o con un gemido, como el Sol. Si hubiera un observador en nuestro planeta cuando el universo tenga un cuatrillón de años de edad (unas mil veces su edad actual), el cielo estaría realmente muy oscuro. Casi todas las estrellas que ahora vemos serían tan diminutas que parecerían invisibles o aparecerían como puntos pálidos en un mar de negrura. Las distantes galaxias, que nunca han sido una parte importante del espectáculo nocturno, también estarían disminuidas.
El lento enfriamiento de los rescoldos estelares seguiría durante mucho tiempo; el único alivio sería la caída de las estrellas y del gas en el agujero negro que creemos está en el centro de la Vía Láctea. Ocasionalmente una partícula y una antipartícula se encontrarían y se aniquilarían, añadiéndose al mar de radiación en expansión. La expansión universal continuaría, pero el ritmo se frenaría imperceptiblemente con el paso del tiempo.
Sólo habría dos piedras millares para marcar los cambios del paso del tiempo. Cuando el universo tenga 10 elevat a 36 años de edad –mucho después de que las estrellas hayan dejado de brillar-, los protones de la materia normal decaerán. Todo lo que quede por ahí en forma de rescoldos estelares desaparecerá en una radiación cuando sus átomos se separen. La Tierra desaparecerá bajo nuestros pies. Luego, cuando el universo se acerque a los 10 elevat a 65 años de edad, los agujeros negros que han estado recogiendo materia hasta ese momento comenzarán a radiar su masa en forma de energía normal. Ellos también morirán. Después de que esto haya sucedido, no quedará nada en el universo formado por materia normal, más que un conjunto frío en expansión de radiación diseminada, con unas pocas partículas que habrán escapado de algún modo a la aniquilación y ahora estarán demasiado esparcidas para encontrarse de nuevo con partículas compañeras.
Aunque ningún físico, según mi conocimiento, ha considerado qué podría suceder a la materia oscura mientras esta historia se desarrolla, espero que la materia oscura estuviese sufriendo un tipo de evolución similar. Quizá al paso del tiempo podríamos ver los halos galácticos colapsar en discos, pero estos discos estarían hechos de fotitos y no podrían formar “superestrellas” o cualquier otro tipo de estructura interesante. Finalmente, los fotitos tendrían que caer en sus versiones de agujeros negros, que los radiarían.
Así que cualesquiera que sea la composición del universo, el final será el mismo: un mar frío y en expansión de radiación, de la que toda vida habrá desaparecido mucho tiempo antes.

James Trefil, 1988
The Dark Side of the Universe: A Scientist Explores the Mysteries of the Cosmos
La cara oculta del universo (Un científico explora los misterios del cosmos)
-la cursiva es mía-

imatge: from ESA aquí

pàgina J. Trefil aquí