¿Cómo terminará el universo? "No con una explosión, sino con un gemido", escribió el poeta estadounidense T.S. Eliot sobre el fin del mundo. Pero si desea una respuesta más definitiva, encontrará que los físicos han pasado incontables horas dando vueltas a esta pregunta en sus mentes, y han encajado perfectamente las hipótesis más plausibles en algunas categorías.
"En los libros de texto y en la clase de cosmología, aprendemos que hay tres futuros básicos para el universo", dijo Robert Caldwell, cosmólogo de la Universidad de Dartmouth en Hanover, New Hampshire.
En un escenario, el cosmos podría continuar expandiéndose para siempre, y toda la materia eventualmente se desintegraría en energía en lo que se conoce como una "muerte por calor", dijo Caldwell. Alternativamente, la gravedad puede hacer que el universo vuelva a colapsar, creando un Big Bang inverso, llamado Big Crunch (lo explicaremos más adelante). O bien, existe la posibilidad de que la energía oscura provoque que la expansión del universo se acelere más y más rápido, evolucionando hacia un proceso descontrolado conocido como Big Rip.
Antes de discutir el fin del universo, vamos a su nacimiento. Nuestra comprensión actual es que el tiempo y el espacio comenzaron durante el Big Bang, cuando un punto subatómico, ultracaliente y súper denso explotó hacia afuera. Una vez que las cosas se enfriaron lo suficiente, las partículas comenzaron a formar estructuras más grandes como galaxias, estrellas y toda la vida en la Tierra. Actualmente vivimos aproximadamente 13 mil millones de años después del comienzo del universo, pero, dados los diferentes escenarios para su desaparición, no está claro cuánto tiempo más durará el universo.
En el primer escenario, el universo desaparece debido a la muerte por calor, todas las estrellas en el cosmos quemarán su combustible, y la mayoría dejará restos densos conocidos como enanas blancas y estrellas de neutrones. Las estrellas más grandes colapsarían en agujeros negros. Si bien estas bestias no son tan voraces como a menudo se las representa, dado el tiempo suficiente, su atracción gravitacional masiva atraería la mayor parte de la materia a sus fauces que todo lo consumen.
"Entonces podría pasar algo espectacular", dijo Caldwell a Live Science.
Se cree que los agujeros negros emiten un tipo especial de emisión llamada radiación de Hawking, llamada así por el fallecido físico Stephen Hawking, quien postuló por primera vez la teoría. Esta radiación en realidad le roba a cada agujero negro un poco de masa, haciendo que el agujero se evapore lentamente. Después de 10 a los 100 años (ese es el número 1 seguido por 100 ceros), todos los agujeros negros se disiparán, dejando atrás nada más que energía inerte, según Kevin Pimbblet, astrofísico de la Universidad de Hull en el Reino Unido.
Bajo Big Crunch, por el contrario, la atracción gravitacional de estrellas y galaxias algún día comenzaría a unir todo el universo nuevamente. El proceso se ejecutaría como una especie de Big Bang hacia atrás, con los cúmulos galácticos chocando y fusionándose, luego las estrellas y los planetas se fusionan, y finalmente, todo en el universo volvería a formar un punto denso de tamaño infinitamente pequeño.
Tal resultado proporciona cierta simetría temporal al cosmos. "Está ordenado y limpio", dijo Caldwell. "Es como cuando vas a acampar; no dejes nada atrás".
La posibilidad básica final para el fin del universo se conoce como Big Rip. En este escenario, la energía oscura, la sustancia misteriosa que actúa en oposición a la gravedad, separa todo por partes. La expansión del cosmos se acelera hasta que las galaxias distantes se alejan de nosotros tan rápido que ya no se puede ver su luz. A medida que la expansión se acelera, los objetos cada vez más cercanos comienzan a desaparecer detrás de lo que Caldwell describió como un "muro de oscuridad".
"Las galaxias se separan, el sistema solar se separa, deja volar tu imaginación", dijo. "Los planetas, y luego los átomos, luego el universo mismo".
¿Qué "final" sucederá?
Debido a que las propiedades de la energía oscura aún no se comprenden bien, los investigadores no saben cuál de estos escenarios prevalecerá. Caldwell dijo que espera que los observatorios en desarrollo como el Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) de la NASA, o el telescopio de gran sinóptico de gran alcance (LSST), que pronto se desplegará, ayuden a dilucidar el comportamiento de la energía oscura, tal vez proporcionando una mejor comprensión de El fin del universo.
Hay otras perspectivas exóticas de cómo el cosmos podría patear el cubo. Según las leyes conocidas de la física, es posible que el bosón de Higgs, una partícula que es responsable de dar masa a todas las demás partículas conocidas, algún día pueda destruir todo. Cuando se descubrió en 2012, se descubrió que el Higgs tenía una masa alrededor de 126 veces la de un protón. Pero es teóricamente posible que esa masa cambie. Eso es porque el universo podría no estar en su configuración de energía más baja posible en este momento. Todo el cosmos podría estar en lo que se conoce como un falso vacío inestable, en oposición a un verdadero vacío. Si el Higgs se desintegrara de alguna manera en una masa más baja, entonces el universo caería en un estado de vacío verdadero de menor energía.
Si el Higgs volviera repentinamente a tener una masa más baja y propiedades diferentes, entonces todo lo demás en el universo se vería afectado de manera similar. Es posible que los electrones ya no puedan orbitar alrededor de los protones, lo que hace que los átomos sean imposibles. Del mismo modo, los fotones pueden desarrollar masa, lo que significa que la luz del sol podría sentirse como una lluvia. Se desconoce si alguna criatura viviente podría sobrevivir a tal estado.
"Yo clasificaría eso como una especie de catástrofe ambiental de física de partículas", dijo Caldwell. "No está causando directamente la desaparición del universo, simplemente lo convierte en un lugar horrible para vivir".
