Nota del editor: El Dr. Don Lincoln es un físico superior en Fermilab, quien realiza investigaciones usando el Gran Colisionador de Hadrones. Ha escrito numerosos libros y produce una serie de videos educativos de ciencia. Más recientemente, él es el autor de: ‘The Large Hadron Collider: The Extraordinary Story of the Higgs Boson and Other Things that Will Blow Your Mind’ (El Gran Colisionador de Hadrones: la extraordinaria historia del bosón de Higgs y otras cosas que harán volar tu mente). Síguelo en Facebook. Las opiniones expresadas en este comentario son únicamente las del autor.
(CNN)– El Malahim, Ragnarok, Armagedón. Esos son términos utilizados para describir el fin del mundo.
Al celebrar el centésimo aniversario de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein este noviembre, podemos apreciar el hecho de que este brillante científico presentó ideas que han cambiado fundamentalmente nuestra comprensión del universo.
La relatividad general, en breve, nos dice que la gravedad no es del todo la fuerza que Isaac Newton concibió; la gravedad es en realidad la curvatura del espacio-tiempo por la masa y energía. Este descubrimiento nos llevó a la teoría ampliamente aceptada del Big Bang, la cual establece el nacimiento del universo hace 14.000 millones de años.
¿Pero qué hay acerca de la muerte del universo? Para eso, necesitamos girar hacia la energía oscura, uno de los misterios científicos más grandes de nuestros tiempos.
Durante décadas, los astrónomos pensaron que un universo en expansión sujeto a la gravedad debería crecer rápidamente al principio y reducir la velocidad gradualmente mientras que las estrellas y las galaxias obedecían al tirón inexorable de la gravedad. La única cuestión era si realmente la gravedad era suficiente para, a la larga, detener la expansión del universo y fusionar de nuevo todo en un caluroso “Big Crunch”. Esto parecía ser un escenario muy plausible.
Pero en 1998, para sorpresa de todos, dos grupos de astrónomos anunciaron medidas de supernovas distantes que mostraron que mientras que el universo primitivo siguió sus expectativas, hace unos cuatro mil millones de años, la expansión del universo comenzó a acelerarse.
En completa contradicción a las predicciones, parecía que algo estaba sobreponiéndose a los efectos de la gravedad y empujando todo más lejos a un ritmo que siempre se va incrementando. Hace mucho tiempo que estas observaciones han sido confirmadas.
Resultó que Einstein imaginó tal fenómeno cuando estaba desarrollando su teoría de la relatividad general. Él concibió una “constante cosmológica” que proporcionaba una forma repulsiva de gravedad.
Siguiendo el mejor entendimiento teórico y evidencia experimental de su época, Einstein primero agregó el término a sus ecuaciones, pero después lo sacó, al no parecer que fuera necesario. Einstein consideró el hecho de que él inventó la constante cosmológica como un error colosal.
Con el descubrimiento de la aceleración de la expansión del universo, la constante cosmológica de Einstein regresó a estar de moda. Pero esa no fue la única explicación.
Los científicos genéricamente llaman a la forma repulsiva de gravedad “energía oscura”, pero existen muchos modelos de esta. Una es la constante cosmológica de Einstein, la cual, como el nombre sugiere, es un campo de densidad de energía constante a lo largo del universo. Otra idea es llamada quintaesencia, la cual tiene las adecuadas propiedades repulsivas pero puede cambiar con el tiempo.
Exactamente cuál modelo es correcto aún está por determinarse, aunque existe un vehemente programa experimental en marcha que está tratando de descifrarlo. El esfuerzo actual más grande es llamado la Investigación de la Energía Oscura, la cual usa una cámara de 570 megapíxeles y el telescopio Blanco de 4 metros en el Observatorio Interamericano del Cerro Tololo en Chile.
Al estudiar las distantes supernovas y medir las posiciones y propiedades de cientos de millones de galaxias y cientos de miles de grupos de galaxias, la colaboración del DES espera aclarar la naturaleza de la energía oscura.
Si entendemos la energía oscura, podríamos se capaces de responder a una pregunta más profunda: ¿Cómo terminará el universo?
El pensamiento actual es que los efectos de la energía oscura dominarán cada vez más. A medida que la velocidad de la expansión del universo se acelera, las galaxias distantes serán empujadas más lejos hasta que nunca más puedan observarse. En el futuro lejano, los astrónomos verán un cielo muy diferente en la noche a comparación del que ellos ven ahora. Nuestro universo consistirá tan solo en unas cuantas galaxias cercanas (llamadas el Grupo Local), y todas las demás van a haber sido empujadas demasiado lejos como para verlas. En efecto, nosotros vivimos en una época privilegiada en la historia cósmica que nos permite estudiar la historia de nuestro universo desde el principio hasta ahora.
Si la teoría de la quintaesencia es verdadera y sucede que la cantidad de energía oscura aumenta, la historia es aún más dramática. La expansión del universo eventualmente destruirá nuestra galaxia, el sistema solar, la Tierra y eventualmente toda la materia, así los átomos individuales serán separados a distancias incomensurables.
Dadas las observaciones del día presente, parece que la expansión continua del universo aislará a pequeños grupos de galaxias, los cuales lentamente se quedarán sin combustible y desaparecerán, los fuegos estelares se extinguirán para siempre, dejando un cosmos frío y desolado.
Pero no tenemos todas las respuestas aún, así que quién sabe… podría ser que fuéramos sorprendidos.
Aunque le agradecemos a Einstein por darnos un revolución en la ciencia, parecería irónico que uno de sus errores pudiera tener un impacto en la pregunta más grande de todas… el destino final del universo mismo.
El poeta Robert Prost preguntó una vez si el mundo terminaría en fuego o en hielo. Parece que la respuesta es que en unos cuantos miles de millones de años quizás deberías buscar una parka realmente buena.