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Abocados a un universo totalmente a oscuras

Se hace difícil imaginar un universo sin luz, mirar hacia arriba y no ver estrellas. Sin embargo, los primeros 450 millones de años nuestro universo tuvo ese aspecto sombrío, y en el final el universo estará totalmente a oscuras. Te explicamos por qué, según las últimas teorías científicas.

El universo estuvo a oscuras una vez

La mayoría de nosotros contempla el cielo estrellado y da por hecho que siempre fue así. Que incluso antes de la formación del Sistema Solar (hace unos 4.500 millones de años) las estrellas brillaban del modo en que lo hacen ahora. No es del todo cierto. Lo que la mayoría de la gente desconoce es que el universo estuvo completamente a oscuras una vez, hace millones de años.

Al imaginarnos el Big Bang, que traducimos de manera no demasiado acertada como la Gran Explosión, nos imaginamos una llamarada de fuego partiendo de un punto del espacio vacío. Pero no hubo fuego, y tampoco una explosión. No podía haberlos porque al principio no había nada que pudiese ser quemado. Lo que sí hubo fue un periodo de unos 10-36 segundos (no hay mucho consenso con las fechas) al que llamamos la Era Inflacionaria.

Una vez superado el tamaño de un melón, 10-34 segundos tras el Big Bang, los quarks, leptones, neutrinos y fotones fluyen por el universo. Un universo tan compacto y unos fotones tan escasos que resultaba imposible ver nada. A los 10-6 segundos aparecen los primeros protones y neutrones; y a los 3 minutos empiezan a formar núcleos de hidrógeno, helio y litio. Es el inicio de la materia.

Se ve cómo el universo ha ido cambiando desde las fluctuaciones cuánticas a la aceleración del universo

Pero tuvieron que pasar miles de años para que los electrones entren en órbita de estos átomos, y el doble de tiempo para que el universo se volviese transparente y ver fuese posible. Aun así, las primeras estrellas que iluminaron el firmamento tardaron unos 450 millones de años en iluminar el universo lanzando sus fotones. El universo estuvo prácticamente a oscuras durante todo ese tiempo.

Un bonito universo visible

Vivimos en un momento maravilloso de nuestro universo. En una especie de “Zona de Ricitos de Oro” temporal en la que nos es posible mirar hacia arriba y ver la luz de las estrellas e incluso escuchar los inicios del universo mismo. Hoy día nos llegan fotones de todos los lugares imaginables, y hemos basado nuestro conocimiento del universo en la luz y otras ondas.

El grueso de los exoplanetas han sido detectados por telescopios, como fue el caso de Trappist-1, y la radiación, aunque estamos desarrollando otras técnicas como la detección de ondas gravitatorias. Sin embargo, llegará un momento en que nuestro universo vuelva a quedarse a oscuras, para siempre.

El universo se sumirá de nuevo en la oscuridad

Hoy día sabemos que algún día las estrellas dejarán de emitir su cálida luz, los púlsares perderán toda su energía y dejarán de girar y emitir, y que incluso los agujeros negros dejarán de liberar esos impresionantes chorros de partículas (relativistic jets) muchas veces visibles a través del telescopio.

Galaxia del universo en la que se ven los relativistic jets
Ilustración que representa una galaxia con un agujero negro supermasivo en su interior y dos jets o chorros relativistas siendo proyectados al espacio. Fuente: ESA/Hubble, L. Calçada (ESO).

Llegado un tiempo, cuando su combustible se agote, las estrellas dejarán de producir luz. Eso es algo que la mayoría de las personas conocen, pero el cielo nocturno se apagará mucho antes de que las estrellas agoten su hidrógeno y helio, y nos quedaremos a oscuras, una vez más.

Es aquí donde entra la energía oscura, ese tipo de radiación no demasiado conocida y de la que apenas sabemos que ocupa el 70% del universo conocido y que tiende a aumentar la presión en el universo, acelerando su expansión.

Para entender esto trabajemos sobre una analogía. Desparramamos sobre una mesa un centenar de canicas y fingiremos que son canicas de materia. En principio, estos átomos no deberían alejarse unos de otros, sino tender a juntarse como hacen los planetas. Sin embargo, cuando observamos más de cerca nos damos cuenta de que durante una pequeñísima fracción de tiempo aparecen otras canicas que no hemos puesto nosotros, a las que podemos llamar canicas oscuras, y que desaparecen tan rápido como han venido. Estas canicas oscuras, muy poco a poco, van empujando a las canicas de materia, alejándolas unas de otras, expandiendo el espacio con ellas.

Por supuesto, en el universo esto no lo hacen las canicas, sino la energía del punto cero, y lo hace a lo largo, ancho y alto del universo. Como consecuencia, las galaxias y estrellas “se alejan” entre sí cada vez más rápido, y en algún momento esta “velocidad” superará la velocidad de la luz. En algún momento del futuro, la luz que emiten no nos llegará. Aunque, si lo hemos puesto con comillas, es porque hay que matizar.

Propiamente hablando, las galaxias no están acelerando y alejándose unas de otras, y tampoco están ganando velocidad. Pero la distancia entre ellas es cada vez mayor. Puede parecer una incongruencia, pero lo que ocurre es que las galaxias se encuentran más o menos detenidas en un universo que se estira. Las galaxias están en el mismo lugar, pero el espacio entre ellas no deja de crecer, y lo hace cada vez más rápido debido a la energía oscura.

Cuando esta expansión del universo entre nuestra galaxia y la galaxia ocurra más rápido de 299.792 km cada segundo, los fotones de la galaxia vecina no nos llegarán.

Una analogía curiosa es la de imaginar el espacio entre dos galaxias como una cinta de correr, y al corredor como un fotón. Si la cinta no deja de acelerar, llegará un momento en que el corredor no llegue al final de esta, otro en que apenas logre alcanzar la mitad y, finalmente, parecerá que no consigue salir de su propia galaxia. Eso es lo que ocurrirá con la luz.

Cinta de correr en una bancada de pruebas

¿Un universo a oscuras creado para nosotros?

El universo que conocemos tiene entre 13.761 y 13.835 miles de millones de años. Es decir, un mínimo de 13.761.000.000.000 vueltas de la Tierra alrededor del Sol. Y se estima que para que algo como lo descrito ocurra tendría que transcurrir una enorme cantidad de veces el tiempo actual.

En otras palabras, la humanidad nunca verá nada parecido, y el Sistema Solar tendrá tiempo de sobra para convertirse varios miles de veces en una supernova antes de que nos quedemos a oscuras. Así que no debemos preocuparnos por perder las estrellas. La mayoría estarán allí durante toda nuestra vida.

Sin embargo, hemos dicho anteriormente que tenemos suerte de vivir en este momento del universo porque somos capaces de comprenderlo. Podemos observar las estrellas y ver cómo ha evolucionado el universo. Escuchando la radiación de fondo de microondas podemos reconstruir el Big Bang, y observando las galaxias podemos confirmar nuestras teorías físicas. ¿Qué pasaría si no tuviésemos esas referencias?

Pensemos en una especie consciente que evolucione en un planeta de un sistema solar parecido al nuestro, pero que mire al cielo y no vea nada. Nada de nada, ni una sola estrella. Lo único que podrían observar sería los planetas que rodean su sistema solar, y su estrella o estrellas, y no habría una sola traza del Big Bang. Partiendo de estos datos enormemente sesgados llegarían a la conclusión errónea de que su sistema solar es todo el universo existente, y que este ha sido creado para ellos.

Tenemos mucha suerte de haber evolucionado cuando lo hemos hecho, porque es en este momento del universo cuando podemos estudiarlo en profundidad y pensar con él, como dice Raymond Kurzweil. Hoy podemos mirar a nuestro alrededor y descubrir por qué la materia-energía, la materia oscura y la energía oscura se comportan como lo hacen.


Así lo explicó QuantumFracture unos meses después de publicar este artículo:

En Nobbot | El 70% de universo es energía oscura: ¡que alguien encienda la luz!

Imágenes | iStock/m-gucci, NASA/WMAP Science Team, Vitaliy Arutjunov (CC BY-SA 3.0)