¿Qué es el destino?
Uno de los más grandes ensayistas, Ralph Waldo Emerson, opinó una vez que «el destino no es más que los hechos cometidos en un estado previo de existencia». Emerson probablemente estaba hablando de una especie de karma o circunstancia futura que le sucede a una persona como resultado de sus acciones pasadas. Pero esta cita se puede aplicar al destino de nuestro universo, porque su destino es de hecho un reflejo de lo que hizo una vez y de lo que provocó que ocurriera. El destino del universo no es más que un reflejo de sus propiedades pasadas y presentes.
El problema es que, al igual que tú no conoces tu destino y yo tampoco el mío, no conocemos realmente el destino de nuestro universo. Sin embargo, esta lección le presentará algunas posibilidades y cuál es más probable que sea la correcta según la evidencia moderna.
La edad y la curvatura del universo
Se estima que el universo tiene una edad de aproximadamente 13,7 mil millones de años, más o menos. ¿Cuánto más nos queda hasta que todo termine? No lo sabemos con certeza. De lo que los astrónomos están más seguros es de la curvatura del universo. Más específicamente, la falta de curvatura real. Se considera que la estructura de nuestro universo es plana en lugar de esférica o con forma de silla de montar. La forma en que esto se resolvió se cubrió en múltiples lecciones sobre los modelos de nuestro universo, la inflación y la aceleración del universo, que les insto a que revisen.
Sin embargo, en un momento, el universo era extremadamente pequeño, más pequeño que el núcleo de un átomo. Pero sufrió inflación, un período de tiempo en el que se expandió a un gran tamaño. Esta inflación ayuda, en parte, a explicar por qué nuestro universo es plano.
Déjame explicarte por qué con un ejemplo. Si se para en la superficie de una pelota de baloncesto inflada, podrá notar claramente que la pelota está curva. Eso es obvio. Ahora, digamos que el baloncesto de repente se infló al tamaño del planeta Tierra, y en realidad se convirtió en la Tierra misma. Ahora estás parado en la superficie del planeta Tierra. Sin saber nada mejor, como nuestros antepasados, mirarás y pensarás que la Tierra es plana. Eso es porque el radio de la Tierra es tan grande, su curvatura en cualquier punto observable dado en su superficie es demasiado pequeña para distinguirla, por lo que las cosas parecen planas.
De manera similar, el universo puede haber sido curvado originalmente, pero durante la era de la inflación, el universo observable se volvió plano. Este universo plano es consistente con uno cuya densidad es igual a la densidad crítica, como creemos que lo hace nuestro universo. Creemos que es igual a la densidad crítica, principalmente debido a la energía oscura, una fuerza que acelera la expansión de nuestro universo. La forma que adopte realmente la energía oscura determinará el destino de nuestro universo. Por lo tanto, la forma en que ha evolucionado el universo, sus hechos pasados y su condición actual determinarán su destino, como lo expresó Emerson de manera tan sucinta.
Energía oscura constante
La energía oscura en sí misma puede ser constante o puede que no lo sea. Es decir, la energía oscura podría ser una propiedad del espacio que ejerce una presión constante y hace que el espacio se expanda. Otra posibilidad es que la energía oscura sea una fuerza que podría cambiar la aceleración de nuestro universo con el tiempo.
Exploremos lo que quiero decir. Si la constante cosmológica gobierna la energía oscura, entonces la fuerza de aceleración es constante, no cambia con el tiempo. Esto significa que nuestro universo se expandirá para siempre. La constante cosmológica , por cierto, es una propiedad antigravedad del espacio propuesta por Einstein. A medida que el universo se expande para siempre, las galaxias se alejarán más. A medida que se alejen más, eventualmente consumirán todo el gas y el polvo que ayuda a formar estrellas. Las estrellas morirán y cada galaxia simplemente se quemará sola en algún lugar del espacio. Las galaxias se desvanecerán y el universo se oscurecerá.
Si vio la lección sobre reciclaje cósmico, podría estar pensando: ¿por qué las estrellas no reciclan el combustible utilizable para siempre y permanecen siempre encendidas? Pero recuerde que a medida que vive una estrella, el combustible utilizable se convierte en otras cosas. Por lo tanto, cuando una estrella moribunda libera su contenido al espacio para que las nuevas estrellas lo usen a medida que nacen, solo una parte puede usarse como combustible para encender una nueva estrella. Con cada generación de estrellas, el combustible utilizable y las materias primas para la formación estelar serán cada vez más pequeñas.
Si alguna vez ha reutilizado algo como una bolsa de plástico para sándwiches una y otra vez, seguramente habrá notado que se volvió más frágil con el tiempo y tal vez incluso desarrolló agujeros. Solo puede reutilizar el material hasta cierto punto antes de que ya no se pueda utilizar. Esto también ocurre en el ciclo de formación de estrellas y muerte.
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Energía oscura dinámica
En cualquier caso, si la energía oscura no es constante, sin embargo, son posibles otros dos escenarios.
Una posibilidad es que la fuerza de aceleración aumente con el tiempo. A medida que el universo se acelera, las galaxias se alejarán unas de otras. Luego, las estrellas dentro de las galaxias se separarán unas de otras, luego las estrellas se romperán y, finalmente, los átomos se romperán. Esta situación se llama Big Rip , el destino final del universo si la forma que toma la energía oscura aumenta con el tiempo.
Alternativamente, si la energía oscura cambia de dirección, la expansión del universo se detendrá y se invertirá. Esto provocará un Big Crunch , el destino del universo si la fuerza que gobierna la energía oscura cambia de dirección. Lo que sucede durante el Big Crunch es bastante espectacular. Las galaxias comenzarán a precipitarse unas hacia otras. Las estrellas de las galaxias se acelerarán a tal velocidad que a medida que se muevan a través del gas interestelar, serán erosionadas por la fricción. Esta fricción hará que el gas brille. El gas se ionizará y se volverá opaco tal como lo fue el universo primitivo. La densidad y la temperatura del universo aumentarán con el tiempo hasta un punto en el que los astrónomos no tienen una idea real de lo que sucederá a continuación.
Una posibilidad puede ser lo que me gusta comparar con una pelota antiestrés. A medida que contrae o aprieta una pelota antiestrés, se volverá más pequeña. Sin embargo, una vez que la suelte, la bola antiestrés rebotará y se expandirá una vez más. Este es un resultado posible si ocurriera el Big Crunch. Puede ser que el universo se contraiga y luego rebote para iniciar otro ciclo de expansión y contracción.
¿Cuál de estos escenarios es la posibilidad más probable? Según las mejores observaciones que han recopilado los astrónomos, es probable que no haya Big Rip ni Big Crunch. Parece que la energía oscura se comporta como la constante cosmológica y nuestro universo se expandirá para siempre.
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Resumen de la lección
Nuestro universo tiene actualmente 13.700 millones de años y es de naturaleza plana. El destino exacto de nuestro universo no se conoce realmente, pero se pueden hacer buenas conjeturas. Si la energía oscura está gobernada por la constante cosmológica, entonces el universo se expandirá, las galaxias se desvanecerán y el universo se oscurecerá. Este es el escenario más probable.
La constante cosmológica , por cierto, es una propiedad antigravedad del espacio propuesta por Einstein.
Si la energía oscura es de naturaleza dinámica, en lugar de constante, entonces es posible uno de dos escenarios. Si la energía oscura aumenta con el tiempo, se producirá un Big Rip. El Big Rip es el destino final del universo si la forma que toma la energía oscura aumenta con el tiempo. En este caso, básicamente todo (galaxias, estrellas e incluso átomos) se romperá.
Alternativamente, si la energía oscura cambia de dirección, la expansión del universo se detendrá y se invertirá. Esto provocará un Big Crunch , el destino del universo si la fuerza que gobierna la energía oscura cambia de dirección. El Big Crunch puede hacer que el universo rebote y se expanda una vez más en forma cíclica.
Los resultados del aprendizaje
Repase los datos de esta lección para que pueda hacer lo siguiente con facilidad:
- Determinar lo que se sabe sobre la edad y la curvatura del universo.
- Reafirmar los significados de la energía oscura y la constante cosmológica.
- Diferenciar entre las teorías del Big Rip y el Big Crunch
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