Un físico de Cornell calcula que el universo puede estar acercándose a la mitad de su vida útil total de unos 33 mil millones de años. Utilizando datos recientemente publicados por los principales observatorios de energía oscura, concluyó que el universo continuaría expandiéndose durante unos 11 mil millones de años antes de alcanzar su tamaño más grande. Después de eso, comenzará a encogerse y eventualmente colapsará en un solo punto, muy parecido a una banda elástica estirada.
Henry Tye, profesor emérito de Física Horace White en la Facultad de Artes y Ciencias, llegó a esta conclusión actualizando un modelo de larga data construido en torno a la “constante cosmológica”. Esta idea fue introducida por primera vez por Albert Einstein hace más de un siglo y es fundamental para las predicciones modernas sobre cómo evolucionará el universo.
“Durante los últimos 20 años, la gente creía que la constante cosmológica era positiva y que el universo se expandiría para siempre”, dijo Tye. “Los nuevos datos sugieren que la constante cosmológica es negativa y que el universo terminará en una gran crisis”.
Tye es el autor correspondiente de “La vida útil de nuestro universo”. Revista de cosmología y física de astropartículas.
Big Crunch versus expansión infinita
El universo tiene actualmente 13.800 millones de años y sigue en expansión. La cosmología estándar describe dos posibilidades sencillas. Si la constante cosmológica es positiva, la expansión continúa indefinidamente. Si es negativo, entonces el universo eventualmente dejará de crecer, alcanzará un tamaño máximo y luego irá en la dirección opuesta, hasta que todo colapse en la nada.
El modelo actualizado de Tye respalda el segundo resultado.
“Esta gran crisis define el fin del universo”, escribió Tye. Según sus cálculos, este colapso se producirá en unos 20 mil millones de años.
Datos de energía oscura de DES y DESI
La evidencia clave proviene de nuevos resultados publicados este año por el Dark Energy Survey (DES) en Chile y el Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) en Arizona. Tie señala que los resultados de estos dos observatorios situados en hemisferios opuestos coinciden estrechamente entre sí.
Ambos proyectos tienen como objetivo comprender mejor la energía oscura, que constituye aproximadamente el 68% de la masa y la energía del universo. Su objetivo es comprobar si la energía oscura es una propiedad constante únicamente del espacio. Más bien, los datos sugieren que la situación puede ser más complicada. El universo no parece estar gobernado por una sola constante cosmológica pura. La energía oscura puede tener algunos efectos adicionales sobre su comportamiento.
Para explicar esto, Tie y sus colegas propusieron una partícula hipotética con una masa extremadamente baja. Al principio de la historia del cosmos, esta partícula actuó como una constante cosmológica, pero su influencia cambió con el tiempo. Esta combinación se ajusta a observaciones recientes y empuja la constante cosmológica subyacente a territorio negativo.
“La gente ha dicho antes que si la constante cosmológica es negativa, el universo eventualmente colapsará. Eso no es nada nuevo”, dijo Tye. “Sin embargo, el modelo aquí muestra cuándo colapsó el universo y cómo colapsó”.
Monitoreo continuo y pruebas futuras.
Más información está en camino. Cientos de investigadores están estudiando millones de galaxias y midiendo distancias entre ellas para refinar las estimaciones de la energía oscura. DESI seguirá recopilando observaciones un año más. Otros proyectos ya están contribuyendo o preparándose para comenzar, incluida la instalación transitoria de Zwicky en San Diego; Telescopio Espacial Europeo Euclides; La misión SPHEREx recientemente lanzada por la NASA; y el Observatorio Vera C. Rubin (llamado así por Vera Rubin, MS ’51).
Entender el principio y el final
Tye dice que es alentador que los científicos puedan intentar calcular la edad total del universo en términos cuantificables. Identificar tanto el punto de partida como la conclusión final ayuda a los cosmólogos a comprender mejor la historia completa de la historia cósmica.
“Para cualquier vida, uno quiere saber cómo comienza y cómo termina: el punto final”, dijo. “Para nuestro universo, también es interesante saber si tuvo un comienzo. En la década de 1960, supimos que tuvo un comienzo. Entonces la siguiente pregunta es: ‘¿Tiene un final?’ Durante años, muchos pensaron que duraría para siempre. Es bueno saber que si los datos se mantienen, el universo se acabará”.
Los coautores de Tie son sus ex estudiantes de doctorado de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, Huang Nan Lu y Yu-Cheng Qiu.
