Dr. José Manuel Nieto Jalil
Director del Departamento Regional de Ciencias en la Región Centro-Sur Tecnológico de Monterrey Campus Puebla
La mayoría de los científicos consideran que el Universo, en el que estamos, nació mediante una gran explosión inicial conocida como Teoría del Big Bang, hace unos 13 mil 800 millones de años, cuando aún no había estrellas ni galaxias, cuando el Universo empezaba a hacerse material
Diversas estimaciones realizadas por los científicos concuerdan que la edad del Universo asciende a unos 13 mil 800 millones de años, es decir, el tiempo transcurrido a partir de la gran explosión o Big Bang, su enfriamiento y expansión hasta nuestros días. Según la teoría del Big Bang, la materia era un punto infinitamente pequeño y de altísima densidad que, en un momento dado, explotó y se expandió en todas las direcciones, creando lo que conocemos como nuestro Universo, lo que incluye también el espacio y el tiempo.
En los últimos años, los físicos teóricos han logrado reconstruir esta cronología de los hechos a partir de un 1/100 de segundo después del Big Bang. Después de la explosión, al tiempo que el Universo se expandía y se enfriaba lo suficiente, se formaron las primeras partículas subatómicas: electrones, positrones, mesones, bariones, neutrinos, fotones, hasta las más de 90 partículas conocidas hoy en día; más tarde se formaron los átomos. Aquí la gravedad jugó un papel importante: debido a ella, la materia se fue agrupando hasta formar nubes de estos elementos primordiales. Algunas crecieron tanto que empezaron a surgir estrellas y formaron galaxias.
Hoy en día la incertidumbre se ha reducido a 20 millones de años, basándose en una serie de diferentes estudios y que todos coincidieron en valores extremadamente similares acerca de la edad del Universo. Estos incluyen estudios de la radiación de fondo de microondas y mediciones realizadas por la nave espacial Planck, la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson y otras sondas.
Las mediciones de la radiación cósmica de fondo nos permiten calcular el tiempo de enfriamiento del universo desde el Big Bang.
En paralelo, las mediciones de la velocidad de expansión del Universo obtenidas pueden utilizarse para calcular la edad del Universo extrapolando hacia atrás en el tiempo.
Por otro lado, desde principio del siglo XX se pensó que el Universo se venía expandiendo de forma uniforme como consecuencia del Big Bang. Científicos como Albert Einstein, Edwin Hubble, Georges Lemaître; Stephen Hawking y George Gamow, por sólo citar algunos, reforzaron este concepto con sus teorías. En 1998 un equipo de investigadores australianos y estadounidenses descubrió, a través de la observación de supernovas distantes, que la expansión del Universo no era uniforme, sino acelerada; es decir que, de forma inexplicable, el Universo crecía cada vez más deprisa.
Alguna clase de energía desconocida tenía que ser, por fuerza, la impulsora de esa aceleración sin freno a todas luces más poderosa que la energía gravitatoria de Newton. Los astrofísicos llamaron energía oscura a las fuerzas que provocan esta expansión, pero todavía falta mucho por conocer sobre cómo funciona este proceso. Las ecuaciones de Einstein indican que está compuesto en su mayor parte de energía oscura, la cual produce gravedad repulsiva.
A partir de ese momento surge la teoría del Big Rip (gran desgarramiento o Teoría de la Expansión Eterna) sobre el fin del Universo que asegura que, si el Universo contiene suficiente energía oscura que incremente de forma descontrolada el crecimiento de este, la gravedad irá poco a poco perdiendo fuerza, por lo que se puede llegar a un punto en que las galaxias se irán separando y luego perderán cohesión interna debido a que su gravedad no es lo suficiente fuerte como para mantenerlas unidas.
Esto provocaría una cadena de acontecimientos que haría que las estrellas se desprendieran de sus galaxias, los planetas de sus estrellas y así hasta llegar a un punto en que hasta los propios átomos dejarían de estar unidos.
El Universo que hemos estudiado y que conocemos quedará poblado por diferentes cuerpos celestes diseminados y la gravedad seguirá disminuyendo cada día más. Pronto, los propios cuerpos se desgarrarán, dejando lugar a elementos básicos, que se irán simplificando hasta que no quede más que radiación, es decir, partículas subatómicas separadas entre sí.
El cumplimiento de esta hipótesis depende de calcular con gran exactitud la cantidad de energía oscura en el Universo. Si el Universo contiene suficiente energía oscura, podría acabar con él. Según calculo, si se sobrepasa el valor crítico, primero las galaxias se separarían entre sí, a mil millones de años del final. Luego la gravedad sería demasiado débil para mantener integrada cada galaxia y, 60 millones de años antes del fin, sólo habría estrellas aisladas.
Aproximadamente tres meses antes del fin, los sistemas planetarios perderían su cohesión gravitatoria. En los últimos minutos, se desbaratarían estrellas y planetas.
El Universo quedaría reducido a átomos, pero no se habría acabado todo. La interacción electromagnética no sería suficiente para mantener los átomos unidos y serían destruidos en los últimos 10-18 segundos antes del fin del espacio-tiempo y sólo quedaría radiación. El Universo se parecería al Big Bang pero casi infinitamente menos denso y en el cual el factor escalar sería infinito.
Los autores de esta hipótesis han calculado que el fin del Universo, tal como lo conocemos, demorará en producirse unos 130 mil millones de años, aproximadamente 10 veces la edad actual del Universo. Pero vale la pena cuestionarse si los datos experimentales con que contamos en la actualidad se ajustan muy bien con el Big Rip y que ellos apuntan definitivamente a que ocurra el fin del Universo.
La NASA y agencias espaciales de varios países tienen la mira puesta en los datos que se puedan obtener de dos importantes telescopios, primeramente, en el telescopio James Webb lanzado el pasado diciembre. Los datos ya recopilados y los futuros permitirán incrementar una amplia gama de investigaciones en los campos de la astronomía y la cosmología, donde uno de sus principales objetivos es observar algunos de los eventos y objetos más distantes del Universo, como la formación de las primeras galaxias.
En segundo lugar, el telescopio Roman Nancy Grace de la NASA, con lanzamiento previsto para el 2027. Aunque la NASA no haya finalizado el diseño de la misión del telescopio Roman, pone muchas expectativas en él debido que uno de sus objetivos centrales es investigar la expansión del Universo y la aceleración cósmica desde sus inicios con múltiples métodos, con el objetivo de medir con precisión los efectos de la energía oscura, la consistencia de la relatividad general, y la curvatura del espacio-tiempo y poder investigar el destino final del Universo.
