El estudio plantea que el universo podría no expandirse para siempre. En 100 millones de años, iniciaría a encogerse.
Tras casi 14 000 millones de años de expansión continua, el universo podría detenerse y empezar a encogerse. Así lo indica un nuevo estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
En él, un trío de astrocientíficos modelizó la naturaleza de la energía oscura que, según la teoría cosmológica, está detrás de la expansión cada vez más rápida del universo.
Los científicos han descubierto que, a medida que la expansión del universo se ha ido acelerando durante miles de millones de años, la fuerza de repulsión de la energía oscura se ha ido debilitando. Según su modelo, la aceleración de la expansión debería terminar en 65 millones de años, y en 100 millones de años la expansión podría detenerse por completo. Después, el universo debería entrar en una era de contracción que terminará en miles de millones de años con su desaparición o el renacimiento del tiempo y el espacio.
"Todo esto podría ocurrir con notable rapidez. Retrocedamos en el tiempo 65 millones de años, hasta el momento en que la roca espacial Chicxulub chocó contra la Tierra y acabó con los dinosaurios. En una escala cósmica, 65 millones de años es un periodo extraordinariamente corto", afirma el sitio web Live Science citando a Paul Steinhardt, coautor del estudio y director del Centro de Ciencia Teórica de la Universidad de Princeton (Nueva Jersey).
El poder del vacío
En la década de 1990, los científicos se dieron cuenta de que el universo se estaba expandiendo, observando que el espacio entre las galaxias se expandía más rápido que hace miles de millones de años.
Los científicos han bautizado como energía oscura a la misteriosa fuente de la aceleración, una entidad invisible que contrarresta la gravedad y empuja los objetos del universo a una mayor distancia. Los modelos sugieren que constituye hasta el 70 % de la energía del universo. Pero sus propiedades siguen siendo un misterio.
Según una de las teorías, la energía oscura es una constante cosmológica, una forma de energía inmutable que se entreteje en el tejido del espacio-tiempo. Si esta teoría fuera cierta, entonces la fuerza ejercida por la energía oscura nunca podría cambiar, y el universo seguiría expandiéndose (y cada vez más rápido).
Otra teoría afirma que la energía oscura no es constante. Puede ser lo que se llama quintaesencia: un campo dinámico que cambia con el tiempo. (Steinhardt, coautor del presente estudio, fue uno de los científicos que presentó esta idea en 1998 en Physical Review Letters).
A diferencia de la constante cosmológica, la quintaesencia puede ser repulsiva o atractiva, dependiendo de la relación entre su energía cinética y potencial en un momento determinado. Durante los últimos 14 000 millones de años, la quintaesencia ha sido repulsiva. Pero durante la mayor parte de ese tiempo, ha contribuido poco a la expansión del universo. Eso cambió hace cinco mil millones de años, cuando su efecto repulsivo aceleró la expansión del universo.
"La pregunta que nos hemos hecho en nuestra investigación sobre la energía oscura es: ¿Tiene que durar esta aceleración para siempre? Y si no es así, ¿cuáles son las alternativas y cuándo podría cambiar?" Dice Steinhardt.
Inversión de la energía oscura
En su estudio, Steinhardt y sus colaboradores de las universidades de Nueva York y Princeton predijeron cómo podrían cambiar las propiedades de la energía oscura en unos pocos miles de millones de años.
El equipo generó un modelo físico de la quintaesencia, mostrando su fuerza de repulsión y atracción a lo largo del tiempo. Coincidía con las observaciones anteriores de la expansión del universo. Una vez que el modelo pudo reproducir de forma fiable la historia de la expansión del universo, lo utilizaron para predecir el futuro.
Para su sorpresa, resultó que la energía oscura no es estable, puede debilitarse e incluso decaer con el tiempo. El modelo sugería que el poder de repulsión de la energía oscura podría estar en pleno declive.
En este escenario, la expansión acelerada del universo ya se está ralentizando. Pronto, en algún momento dentro de 65 millones de años, la aceleración de la expansión debería detenerse y en solo 100 millones de años la energía oscura podría resultar atractiva. Entonces, tras casi 14 000 millones de años de expansión, el universo comenzaría a encogerse. Al principio, la contracción sería lenta, pero gradualmente se aceleraría.
¿El fin del universo?
¿Qué es lo que acabaría con la contracción?
O bien el universo se encogería hasta colapsar sobre sí mismo. Eso acabaría con el espacio-tiempo tal y como lo conocemos.
Pero el universo podría encogerse lo suficiente como para volver a un estado similar a sus condiciones originales. Entonces comenzaría a expandirse de nuevo, o se produciría otro Big Bang, y un nuevo universo surgiría de las cenizas del anterior.