El fin de todo (astrofísicamente hablando) Katie Mack Scribner (2020)

Los científicos saben cómo terminará el mundo. El Sol se quedará sin combustible y entrará en su fase de gigante roja. Su último estallido de gloria se expandirá y engullirá los planetas más cercanos, dejando a la Tierra como una roca carbonizada y sin vida. A nuestro planeta le quedan alrededor de cinco mil millones de años.

Con esta imagen sombría, la astrofísica teórica Katie Mack comienza su libro sobre el fin del Universo, una perspectiva mucho más incierta. Los cosmólogos generalmente miran hacia atrás, porque toda la evidencia que pueden examinar con telescopios está muy lejos y se refiere a cosas que sucedieron hace mucho tiempo. Usar los movimientos de estrellas y galaxias distantes para predecir posibles futuros implica más especulaciones.

En manos de Mack, esta especulación constituye una historia fascinante. Los seres humanos son, escribe, «una especie equilibrada entre la conciencia de nuestra insignificancia última y la capacidad de llegar mucho más allá de nuestras vidas mundanas, al vacío, para resolver los misterios más fundamentales del cosmos». Es una comunicadora talentosa de complejos la física, y la pasión y curiosidad por la astronomía que la han convertido en una oradora popular y presencia en Twitter son evidentes aquí (al igual que algunos chistes nerd y una coda menos convincente sobre la nueva investigación en física tangencial al tema central).

Mack comienza al principio, con el Big Bang. Lo que siguió fue la inflación, un período de rápida expansión. Luego, se formaron estructuras de materia oscura y se ensamblaron los bloques de construcción de estrellas, planetas, vida y galaxias. Actualmente, la energía oscura, que se cree que invade el Universo, de alguna manera contrarresta las fuerzas de la gravedad para seguir impulsando la expansión.

El destino del Universo depende de si esa expansión continuará, acelerará o retrocederá.

The Big Crunch

Astrofísica Durante mucho tiempo se consideró que el desenlace más probable sería una reversión del Big Bang: el Big Crunch. Fuera de nuestro vecindario cósmico, cada galaxia se aleja de nosotros; una clara señal de expansión. Si el Universo contiene suficiente materia, incluida la materia oscura, la atracción gravitacional combinada de todo detendrá gradualmente esta expansión y precipitará el colapso final. Con el tiempo, las galaxias, luego las estrellas individuales, se estrellarán entre sí con más frecuencia, matando cualquier vida en los planetas cercanos. En los momentos finales, cuando las densidades y temperaturas se elevan en un infierno contraído, todo lo que queda se extinguirá en un solo punto.

Pero la energía oscura podría significar que aguarda un final diferente. Los primeros años de la evolución del Universo estuvieron determinados por la cantidad de materia que contenía; Durante los últimos miles de millones de años, la energía oscura ha comenzado a dominar, empujando el universo hacia afuera. Los datos actuales del telescopio Planck de la Agencia Espacial Europea y otras fuentes son consistentes con que esta expansión continuará para siempre.

Este apocalipsis, llamado Muerte por calor o Gran congelación, será «lento y agonizante», escribe Mack. En termodinámico En términos generales, explica, el Universo se acercará a un estado de temperatura mínima y entropía máxima. A medida que todo se separa cada vez más, el material de las estrellas muertas se dispersará para que no se formen nuevas estrellas, y las galaxias de las que forman parte dejará de crecer gradualmente. Es como una asfixia de toda actividad astrofísica, ya que el combustible para el crecimiento y la reproducción se vuelve tan difuso que resulta inutilizable. Es un final «marcado por un aislamiento creciente, una decadencia inexorable y un desvanecimiento de eones en la oscuridad ”.

La tercera desaparición de la que habla Mack es el Big Rip. Esto está reservado si la energía oscura acelera la expansión incluso más de lo que se espera actualmente. A medida que el Universo se infla, eventualmente, las fuerzas gravitacionales no podrán mantener unidos los cúmulos galácticos. Las estrellas se separarán unas de otras y los sistemas solares como el nuestro no tendrán la fuerza para permanecer juntos. Las estrellas y planetas restantes explotarán. Finalmente, los últimos átomos serán destrozados.

Las últimas mediciones apuntan a una Muerte por Calor, pero un Big Crunch o Big Rip están dentro de sus incertidumbres.

El escenario del fin del mundo final que Mack describe es extremadamente improbable: descomposición por vacío. Podría formarse una pequeña burbuja de «verdadero vacío» debido a la inestabilidad en el campo asociado con el bosón de Higgs. Eso podría suceder si, por ejemplo, un agujero negro se evapora de la manera incorrecta. Tal burbuja se expandiría a la velocidad de la luz, destruyendo todo, hasta cancelar el universo. La descomposición del vacío ya podría haber comenzado en algún lugar distante. No lo veremos venir.

Sin embargo, no se preocupe. Como aconseja Mack, sea lo que sea, el final probablemente no estará cerca en al menos 200 mil millones de años.