Destino final del universo

Cosmología física

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Radiación de fondo de microondas

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El destino final del universo es una de las cuestiones fundamentales en cosmología física. Muchos destinos posibles son predichos por teorías científicas rivales, incluyendo futuros de duración tanto finita como infinita.

Una vez que la noción de que el universo empezó con una rápida inflación apodada el Big Bang, se hizo popular entre la mayoría de los científicos[1] la cuestión del posible destino final del universo, convirtiéndose en una pregunta cosmológica válida, que dependería de las propiedades físicas de la masa/energía en el universo, su densidad promedio, y la tasa de expansión.

Bases científicas emergentes

La exploración científica teórica del destino final del universo se hizo posible con la teoría de la relatividad general de Albert Einstein de 1916. La relatividad general se puede emplear para describir el universo a la mayor escala posible. Hay muchas soluciones posibles a las ecuaciones de la relatividad general y cada solución implica un posible destino final del universo. Alexander Friedmann propuso algunas soluciones en 1922, Georges Lemaître en 1927.[2] Algunas de estas ecuaciones implican que el universo ha estado expandiéndose desde una singularidad inicial; es decir, esencialmente el Big Bang.

En 1931, Edwin Hubble publicó sus conclusiones, basado en las observaciones de las estrellas variable Cefeida en galaxias lejanas, que el universo estaba en expansión. Desde entonces, el principio del universo y su posible final han sido objeto de seria investigación científica.

En 1927, Georges Lemaître presentó una teoría que desde entonces ha sido llamada la teoría del Big Bang del origen del universo.[2] En 1948, Fred Hoyle propuso la teoría opuesta de un universo estático, llamada la teoría del estado estacionario. Estas dos teorías fueron contendientes activos hasta el descubrimiento de Arno Penzias y Robert Wilson en 1965, del fondo cósmico de microondas, un hecho que es una predicción sencilla de la teoría del Big Bang y una de que la teoría del estado estacionario no es válida. La teoría del Big Bang inmediatamente se convirtió en el más ampliamente sostenido punto de vista del origen del universo.

Cuando Einstein formuló la relatividad general, él y sus contemporáneos creían en un universo estático. Cuando Einstein encontró que sus ecuaciones podían fácilmente ser resueltas de tal manera que se permitiera que el universo estuviera en expansión y se contrajera en un futuro lejano, añadió a estas ecuaciones lo que él llamó una constante cosmológica cuyo papel era compensar el efecto de la gravedad en el universo en conjunto de tal manera que el universo permanezca estático. Después de que Hubble anunciara su conclusión de que el universo estaba en expansión, Einstein escribió que su constante cosmológica era su "gran metedura de pata".[3]

Lo que sabemos del universo hasta ahora nos hace plantearnos cuál es su posible final y que papel jugaremos en él. En la imagen, vista del Campo Ultra Profundo por el telescopio Hubble.

Empezando en 1998, las observaciones de las supernovas en galaxias distantes han sido interpretadas como consistentes con un universo cuya tasa de expansión se está acelerando. Se han formulado teorías cosmológicas posteriores para permitir esta posible aceleración, casi siempre apelando a la energía oscura y a la materia oscura. De ahí las recientes teorías sobre el destino final del universo que permiten una constante cosmológica distinta de cero.

Un parámetro importante en las teorías del destino del universo es el parámetro de densidad, Omega (Ω), definido como la densidad de materia media del universo dividido por un valor crítico de esa densidad. Esto crea tres posibles destinos del universo, dependiendo si Ω es igual, menor o mayor que 1. Estos se llaman respectivamente, universo plano, abierto y cerrado. Estos tres adjetivos se refieren a la geometría global del universo y no a la curvatura local del espacio-tiempo causadas por pequeñas agrupaciones de masa (por ejemplo, las galaxias y las estrellas).

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