¿Se derrumbará el universo
El satélite COBE midió la radiación de fondo de microondas 3K. Los astrónomos pudieron elaborar un mapa de la distribución de la radiación en todo el Universo. La aglomeración de la radiación permitió la formación de galaxias.Foto: NASA
Actualmente, la teoría más popular sobre el origen del Universo es la llamada teoría del «Big Bang». Según esta teoría, el Universo se originó a partir de una bola de fuego extremadamente caliente y densa (de materia y radiación) que explotó, enviando materia hacia el exterior. Al expandirse, se enfrió lo suficiente como para que la materia se formara en galaxias. Se considera que la expansión del universo que se observa actualmente (evidenciada por la recesión de las galaxias) se debe a esta explosión inicial. El big bang se produjo hace entre 10 y 20 mil millones de años, y durante este tiempo el universo ha evolucionado hasta su estado actual.
Todo lo que hay en el universo ejerce una atracción gravitatoria sobre todo lo demás, lo que ralentiza la expansión universal. El destino final del universo depende de la cantidad de masa que contiene, es decir, de la densidad media del universo. Existe una densidad crítica que, si se alcanza, será suficiente para detener la expansión del universo. Esto es similar a una pelota lanzada al aire; la gravedad de la Tierra acaba por detener la pelota, y ésta empieza a retroceder. Existe una considerable incertidumbre en nuestro conocimiento de la cantidad de materia en el universo. Sin embargo, existen dos posibles resultados.
Por qué el universo es plano
La expansión del universo es el aumento de la distancia entre dos partes dadas del universo observable no ligadas gravitacionalmente con el tiempo[1] Es una expansión intrínseca por la que cambia la escala del propio espacio. El universo no se expande «hacia» nada y no requiere que el espacio exista «fuera» de él. Esta expansión no implica que el espacio ni los objetos en el espacio se «muevan» en un sentido tradicional, sino que es la métrica (que gobierna el tamaño y la geometría del propio espaciotiempo) la que cambia de escala. A medida que la parte espacial de la métrica del espaciotiempo del universo aumenta de escala, los objetos se alejan unos de otros a velocidades cada vez mayores. Para cualquier observador del universo, parece que todo el espacio se está expandiendo, y que todas las galaxias, excepto las más cercanas (que están limitadas por la gravedad), se alejan a velocidades proporcionales a su distancia del observador. Mientras que los objetos dentro del espacio no pueden viajar más rápido que la luz, esta limitación no se aplica a los efectos de los cambios en la propia métrica[nota 1] Los objetos que retroceden más allá del horizonte de sucesos cósmico acabarán siendo inobservables, ya que ninguna luz nueva procedente de ellos será capaz de superar la expansión del universo, limitando el tamaño de nuestro universo observable.
La muerte por calor del universo
Los cosmólogos basan sus expectativas sobre el ritmo de expansión -un ritmo conocido como la constante de Hubble- en las mediciones de la radiación emitida poco después del Big Bang. Esta radiación revela los ingredientes precisos del universo primitivo. Los cosmólogos introducen los ingredientes en su modelo de evolución cósmica y lo hacen avanzar para ver a qué velocidad debería expandirse el espacio en la actualidad.
Sin embargo, la predicción se queda corta: cuando los cosmólogos observan objetos astronómicos como estrellas pulsantes y supernovas en explosión, ven un universo que se expande más rápido, con una constante de Hubble mayor.
La discrepancia, conocida como la tensión de Hubble, ha persistido incluso cuando todas las mediciones se han hecho más precisas. Algunos astrofísicos siguen debatiendo si la tensión podría no ser más que un error de medición. Pero si la discrepancia es real, significa que algo falta en el modelo de universo de los cosmólogos.
«Descubrir anomalías es la forma fundamental en que la ciencia progresa», dijo Avi Loeb, cosmólogo de la Universidad de Harvard y uno de las docenas de investigadores que han propuesto soluciones a la tensión del Hubble.
La edad del universo
Una ilustración de nuestra historia cósmica, desde el Big Bang hasta el presente, en el contexto de… [+] el Universo en expansión. No podemos estar seguros, a pesar de lo que muchos han sostenido, de que el Universo comenzó a partir de una singularidad. Sin embargo, podemos dividir la ilustración que se ve en las diferentes épocas en función de las propiedades que tenía el Universo en esos momentos concretos. Ya estamos en la sexta y última era del Universo.
El Universo no es el mismo hoy que ayer. A cada momento que pasa, se producen una serie de cambios sutiles pero importantes, aunque muchos de ellos sean imperceptibles en las escalas de tiempo humanas medibles. El Universo se expande, lo que significa que las distancias entre las estructuras cósmicas más grandes aumentan con el tiempo.
Hace un segundo, el Universo era ligeramente más pequeño; dentro de un segundo, el Universo será ligeramente más grande. Pero esos sutiles cambios se acumulan en grandes escalas de tiempo cósmicas y afectan a algo más que a las distancias. A medida que el Universo se expande, cambia la importancia relativa de la radiación, la materia, los neutrinos y la energía oscura. La temperatura del Universo cambia. Y lo que se vería en el cielo también cambiaría drásticamente. En total, hay seis eras diferentes en las que podemos dividir el Universo, y ya estamos en la última.