Teoría del Big Crunch: historia, principios, datos a favor y en contra
La teoría del Big Crunch, el Gran Crujido o la Gran Implosión, propone que el universo eventualmente se contraerá para formar de nuevo una gran singularidad en el espacio-tiempo. Se trata pues, de una especie de reversión del Big Bang.
Si el universo tuvo sus comienzos en la violenta expansión de una singularidad en la que se concentraba todo el espacio-tiempo, entonces su fin es precisamente el proceso inverso. La idea no es nueva, ya que desde hace mucho los científicos se preguntan si la gravedad, la gran artífice de la materia, será capaz también algún día de ocasionar su colapso total.
El Big Crunch habla sobre cómo sería el fin del universo si prevalece la fuerza de gravedad. No es una teoría acerca del origen del mismo, aunque existe otra, la del universo oscilante, que combina el Big Crunch con el Big Bang para elaborar una imagen de infinitos universos en constantes ciclos de expansión y contracción.
Aunque por los momentos el universo se está expandiendo, y hay mucha evidencia que soporta esto, el Big Crunch sugiere que la gravedad será en algún momento lo suficientemente poderosa como para detener esta expansión.
Y no solamente detenerla, sino revertirla al punto de causar una contracción continua, acercando cada vez más las estrellas y las galaxias. Pero no sería todo, al contraerse, el universo se calentaría progresivamente a una escala inimaginable, causando que los planetas se vuelvan inhóspitos para la vida.
La compresión se prolongará hasta que el espacio-tiempo y todo lo que contiene se reduzca a una singularidad de la que eventualmente podría nacer un nuevo universo. O tal vez no, ya que por el momento no hay forma de saberlo.
Índice del artículo
- 1 Historia y principios de la teoría del Big Crunch
- 2 Datos a favor
- 3 Datos en contra
- 4 Científicos que apoyan el Big Crunch
- 5 Referencias
Aunque por ahora la evidencia de que el universo está en expansión es incuestionable, la fuerza de gravedad nunca deja de estar presente, pudiendo tornarse la fuerza dominante en cualquier momento y hacer que planetas, estrellas y galaxias vuelvan a acercarse.
Los científicos proponen que la actual expansión se debe a la energía oscura, un campo que llena todo el espacio pero cuya verdadera naturaleza se desconoce, aunque se piensa que es generada por el espacio mismo, y aumenta a medida que este crece.
Y mientras más se expande el universo, se crea más espacio y con ello más energía oscura con presión negativa, creando un escenario de expansión indefinida y cada vez más rápida.
Sin embargo, si se parte de un universo cerrado, la expansión no puede seguir por siempre y la energía oscura forzosamente deberá debilitarse, aunque no se sabe cuándo eso comenzaría a suceder. Algunos opinan que ya ha comenzado, aun cuando el universo parece estar aumentando su velocidad de expansión.
Este debilitamiento hará que la gravedad tome un papel preponderante, haciendo que la densidad del universo vuelva a aumentar. Se estima necesaria una densidad de al menos 3 átomos/metro cúbico para que esto suceda.
De esta manera las galaxias se acercarán cada vez más, llegando un momento en que todas formen una galaxia colosal que luego se concentrará para dar origen a un agujero negro único, una singularidad de dimensiones increíblemente pequeñas.
Se trata de una especie de Big Bang en reversa, aunque las características de este nuevo universo extremadamente caliente serían bastante distintas, ya que la densidad dejaría de ser uniforme.
De acuerdo a un criterio cosmológico, si la densidad del universo es homogénea, su curvatura está determinada por la densidad media, siendo dicha curvatura constante. El indicador es el parámetro de curvatura Ωo:
Ωo = densidad promedio del universo / densidad de energía crítica
Donde la densidad de energía crítica es la que tendría un universo plano, carente de curvatura. Hay tres posibilidades para este parámetro: Ωo = 1, mayor que 1 o menor que 1. Cuando Ωo > 1 se tiene un universo esférico o cerrado, en el cual el Big Crunch es una posibilidad muy real.
Las medidas actuales apuntan a un universo de geometría plana, de allí que la hipótesis del Big Crunch no tiene actualmente el apoyo de la mayoría en la comunidad científica, salvo algunos cosmólogos, como veremos en breve.
La hipótesis del Big Crunch proviene de muchos científicos para quienes la idea de un universo en expansión constante y eterna no es admisible. Admitiendo que el Big Crunch sea una posibilidad real, el universo tendría un inicio y un final, lo cual puede resultar tranquilizador para muchos.
En cambio, para otros científicos el Big Crunch es aceptado cuando forma parte de un ciclo interminable de expansiones y contracciones propuesto en la teoría del universo oscilante, porque esto evitaría pensar justamente en un inicio como tal del universo, y en lo inquietante que es especular acerca de lo que había antes de que existiera.
Por estos motivos muchos investigadores siguen trabajando en la creación de nuevos modelos del universo. Los hay que han propuesto modificaciones en el valor de la constante cosmológica, una constante propuesta por Albert Einstein para que las soluciones de sus ecuaciones de campo llevaran a un universo estable.
Según los datos astronómicos más recientes, la constante cosmológica, denotada con la letra griega lambda mayúscula, tiene un valor de: Λ = 10-46 km-2.
Algunos cosmólogos afirman que un valor aún menor de dicha constante, que ya de por sí es minúscula, lleva con seguridad a un universo finito, en el cual la contracción del espacio es factible. De esta manera el Big Crunch sería un final viable del universo.
También conocida como teoría del universo pulsante o Big Bounce, tiene muchos puntos en común con el Big Crunch.
Fue propuesta por el matemático Richard Tolman (1881-1948), quien postuló que el universo se expande por el impulso proveniente del Big Bang, pero que luego la expansión se detiene cuando la gravedad se convierte en la fuerza dominante.
Lo anterior viene sucediendo periódicamente, por lo tanto el universo no tiene, ni ha tenido nunca inicio ni final.
Aparte del Big Crunch y la teoría del universo oscilante, buena parte de los cosmólogos afirman que el universo terminará más bien con el Big Rip: probablemente sea la expansión lo que termine aniquilando la materia, dividiéndola cada vez más.
Y otra parte de los científicos considera que la expansión conlleva un continuo enfriamiento. Como es sabido, los movimientos de las partículas constituyentes de la materia cesan al alcanzar el cero absoluto, una temperatura inconcebiblemente fría que aún no se ha podido alcanzar.
Si el universo es abierto, la expansión puede continuar indefinidamente, mientras su temperatura se acerca más y más al cero absoluto. Este enfriamiento, conocido como el Big Freeze, causará la muerte térmica eventual del universo en un futuro lejano.
Dos hechos importantes hacen que muchos científicos no crean en el Big Crunch como una alternativa en la evolución del universo.
La primera es que el universo actualmente se está expandiendo, un hecho confirmado experimentalmente por la observación de estrellas supernovas lejanas y las mediciones de la radiación de fondo cósmico, remanente del Big Bang.
Claro está que existe la posibilidad de que a futuro deje de hacerlo, ya que hay suficiente tiempo como para ello y lo más importante: hay muchas cosas que aún desconocemos acerca del universo.
La segunda es que las medidas acerca de la curvatura del universo apuntan a que la geometría de este es plana. Y en una geometría así, el Big Crunch no es posible. Así lo dieron a conocer resultados de la misión Planck, que señalan que la densidad del universo es 5% mayor a la que se requiere para que este sea cerrado.
La misión Planck es un proyecto de la Agencia Espacial Europea, que consiste en un satélite artificial equipado para recoger datos sobre la naturaleza del espacio. Fue lanzado en 2009 desde la Guayana Francesa y está equipado con sondas, detectores y telescopios.
Entre quienes defienden la posibilidad de un colapso inminente del universo de tipo Big Crunch están Nemanja Kaloper y Antonio Padilla. Estos investigadores trabajan con un modelo en el cual han modificado el valor de la constante cosmológica, obteniendo un universo estable y cerrado.
Sus resultados han sido publicados en Physical Review Letters, no obstante, de momento no hay observaciones que apoyen este nuevo modelo.
- Harris, W. How the Big Crunch Theory Works. Recuperado de: science.howstuffworks.com.
- Mann, A. How Will the Universe End? Recuperado de: livescience.com.
- Moskowitz, C. Endless Void or Big Crunch: How Will the Universe End? Recuperado de: space.com.
- NeoFronteras. ¿Habrá un Big Crunch? Recuperado de: neofronteras.com.
- Steinhardt, P. Cosmic evolution in a cyclic universe. Recuperado de: arxiv.org.
- UCDavis. Prof. Nemanja Kaloper’s new research on the end of the universe generates strong media coverage. Recuperado de: physics.ucdavis.edu.
- Wikipedia. Big Crunch. Recuperado de: es.wikipedia.org.
- Wikipedia. Energía oscura. Recuperado de: es.wikipedia.org.