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ciencia

Destino: la muerte térmica

El fin del universo será el aislamiento de las galaxias, y el de la vía láctea, un apagón. el causante del acabamiento de la tierra será el sol, y el de nuestro mundo, probablemente la especie humana

Portada del libro del astrónomo Alberto Fernández soto.

Portada del libro del astrónomo Alberto Fernández soto.

Alberto Fernández Soto (Gijón, 1969), astrónomo del CSIC en el Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-UC), acaba de publicar “Tras el Big Bang. Del origen al final del Universo” (Shackleton Books), un apasionante viaje por la historia y la evolución del universo, desde el origen hasta su final, ilustrado con los más relevantes descubrimientos en el terreno de la cosmología. Criado en Oviedo, Licenciado en Física en Cantabria y en Matemáticas en Valencia, ha tenido una larga formación posdoctoral en la State University of New York, la University of New South Wales (Australia), en el Observatorio Astronómico di Brera (Italia) y el Observatori Astronòmic de la Universitat de València.


Ha escrito otro libro de divulgación, “Orígenes: El universo, la vida, los humanos”, junto a Carlos Briones y José María Bermúdez de Castro, galardonado con el premio “Prisma” al mejor libro de divulgación editado en España en 2016.

“Criterios” publica como avance editorial el capítulo dedicado al final del Universo.

El destino del Universo: El descubrimiento de que el Universo se encuentra en una fase de expansión acelerada debida al efecto de la energía oscura cerró definitivamente el debate acerca de si su destino final se encontraría en un “big crunch” o en un crecimiento infinito. Hoy parece incontrovertible que la energía oscura empujará al cosmos hacia un estado de creciente vacío, de modo que en el estado final prácticamente cada galaxia se encontrará aislada en su propia zona del Universo.

Si se confirma que la expansión acelerada tiene su origen en una constante cosmológica, y también en una buena parte de los modelos basados en quintaesencia, el Universo entrará en una fase de crecimiento exponencial. En este caso tendremos una repetición, aunque a menor escala, de la fase inflacionaria que sufrió el Universo en los primeros instantes de su existencia. Cuando esto ocurra nos encontraremos con que las galaxias que se hallan en nuestro universo observable se verán arrastradas fuera de él, de modo que este se irá quedando vacío. En el extremo nos encontraremos en la situación que los astrónomos pensaban que era la real hace cien años: todo nuestro Universo estará formado exclusivamente por nuestra propia Galaxia. No habrá nada más allá de la Vía Láctea.

Pero esto no será todo. Los objetos externos a nuestra Galaxia habrán desaparecido, y tampoco habrá nada que ver en nuestra propia Vía Láctea, puesto que las estrellas habrán completado también su ciclo de vida y se habrá acabado el combustible con el que crear nuevas estrellas. Por todos estos motivos, mientras que el resto del Universo vaya alejándose de nosotros y vaciando nuestro cielo, también los objetos más cercanos a nosotros irán progresivamente apagándose. Inicialmente habrá formación de nuevas estrellas a partir del material eyectado por las supernovas y de los restos de gas y polvo que aún estén disponibles para los procesos de formación estelar. Cada vez este recambio será menos eficiente, y cada vez mayor cantidad de material quedará atrapado en forma de estrellas estériles que no pueden ser reutilizadas y que se irán enfriando progresivamente. Así llegaremos a la muerte térmica del Universo, cuando cualquier observador que para entonces pudiera existir se vería rodeado de un cielo total y absolutamente negro.

El destino de la Vía Láctea: Nuestra Galaxia tiene otro peligro que pende sobre ella como una gigantesca espada de Damocles. La expansión acelerada del Universo provocará que todas las galaxias que ocupan nuestro cielo acaben siendo expulsadas de nuestro universo observable. Pero recordemos que cuando presentamos las observaciones pioneras de Slipher, Hubble y Humason acerca de la distancia y la velocidad de las galaxias más cercanas a nosotros señalamos que prácticamente todas se alejan, con velocidades proporcionales a la distancia a nosotros... Pero “prácticamente todas” quiere decir exactamente eso, “no todas”.

Portada del libro del astrónomo Alberto Fernández soto.

Portada del libro del astrónomo Alberto Fernández soto.

La galaxia de Andrómeda, también conocida como M31, es la galaxia de gran tamaño más cercana a la nuestra, de la que dista solamente 2,5 millones de años luz. De hecho, Andrómeda es una galaxia muy similar a la Vía Láctea, incluso un poco mayor que ella: ambas son los ejemplares más grandes del pequeño conjunto de galaxias que constituye nuestro vecindario cósmico, el Grupo Local de galaxias. Y además Andrómeda es una de las pocas galaxias que no se están alejando de nosotros. La Vía Láctea y Andrómeda se encuentran en trayectoria de colisión, un choque que ocurrirá aproximadamente dentro de 4.000 millones de años.

La colisión de dos galaxias es un fenómeno que observamos de modo habitual en el Universo. Para entenderlo hay que tener en cuenta que las galaxias están prácticamente vacías, ya que las distancias entre las estrellas individuales son muchos órdenes de magnitud mayores que las propias estrellas o sus sistemas planetarios. Así, es posible que Andrómeda y la Vía Láctea pudieran colisionar sin que apenas ninguna de sus estrellas individuales experimentara una colisión.

¿Quiere esto decir que las dos galaxias se atravesarían como si fueran fantasmas, sin ningún resultado observable? Absolutamente no. La ausencia de colisiones entre estrellas individuales no quiere decir que no haya otros efectos. Al menos dos fenómenos importantes tendrán lugar con certeza. El gas y el polvo que ambas galaxias contienen sí que sentirá la fricción, las ondas de choque y los efectos de calentamiento asociados a la colisión, y ello generará con seguridad intensos brotes de formación estelar. Además el efecto principal será el causado por la gravedad ejercida por cada una de las galaxias sobre la otra. La fuerza directa y las asociadas fuerzas de marea provocarán enormes distorsiones en ambas galaxias, posiblemente lanzando parte de las estrellas y del material de ambas hacia el espacio intergaláctico. A largo plazo, quizás tras varios encuentros cercanos entre los restos de ambas galaxias, los dos sistemas acabarán formando una única galaxia gigante, posiblemente elíptica, que seguramente acabará absorbiendo también a los otros vecinos menores de nuestro Grupo Local.

La cosmología ve en el cielo el principio y el fin universales

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El destino de la Tierra: ¿Qué les ocurrirá entonces al Sol y a la Tierra? Mucho antes de los fenómenos que hemos descrito en la sección anterior, aproximadamente dentro de unos 5.000 millones de años, el Sol agotará su capacidad de quemar hidrógeno en el núcleo, que se habrá convertido en una gran masa de helio que la estrella no tiene capacidad para utilizar como combustible. Podrá aún quemar hidrógeno en una fina corona esférica que rodea al núcleo, y esto provocará que las capas más externas de la estrella vayan dilatándose al tiempo que se enfrían. Se estima que durante esta fase las capas más externas del Sol, que se encontrarán a unos 5.000 grados de temperatura, avanzarán hacia el exterior hasta engullir las órbitas de Mercurio y Venus, quizás incluso llegando hasta las de la Tierra y Marte. Esta fase (que por motivos obvios se conoce como fase de gigante roja) terminará cuando las capas más exteriores sean expulsadas para formar una nebulosa planetaria, y dejen una estrella enana degenerada en el núcleo. Para entonces la Tierra habrá perdido su atmósfera y también su hidrosfera, debido al aumento de la temperatura provocado por la cercanía de la corona solar.

Alternativas a ese fin del mundo

En lo que se refiere al “fin del mundo” entendido como el fin de nuestro mundo, existen otras posibilidades que podrían borrar nuestro futuro antes de que llegara la gran colisión cósmica con Andrómeda o la transformación del Sol en una gigante roja. De entrada, podemos hablar de desastres inducidos por la humanidad: guerras nucleares o biológicas, cambio climático, crisis energética, desastres tecnológicos a gran escala...

Dejando de lado la posibilidad de que seamos nosotros mismos los que acabemos con nuestra existencia, podemos considerar otros riesgos que pueden amenazar nuestra vida yendo desde lo más cercano a lo más lejano:

- Existe la posibilidad de que un meteorito de gran tamaño pueda chocar con la Tierra y terminar, si no con la vida en nuestro planeta, al menos con nuestra civilización. Tal y como ocurrió hace 65 millones de años con el meteorito responsable de la extinción de los dinosaurios, un impacto directo podría provocar el ascenso de grandes cantidades de polvo y ceniza a las capas altas de la atmósfera, y con ello una nueva glaciación que alterase de modo radical las condiciones de vida en el planeta.

- Un cataclismo cósmico en una estrella cercana podría también esterilizar la vida en la Tierra. Si una estrella cercana explotara como supernova o produjera una explosión de las llamadas brotes de rayos gamma (GRB), la radiación de alta energía asociada a ella produciría la evaporación de la atmósfera de nuestro planeta o, si el fenómeno fuera algo más lejano, la destrucción de su capa de ozono. En cualquiera de los dos casos seguramente la vida en la Tierra se vería gravemente afectada.

Por lo que sabemos, no parece probable ninguno de estos fenómenos en un plazo de tiempo concebible. Ninguna estrella del vecindario solar es del tipo que corresponde a los progenitores de supernova o de otras estrellas destinadas a un final cataclísmico. La posibilidad de choque con un asteroide de gran tamaño está siempre presente, pero el riesgo disminuye en cierto modo con el tiempo ya que cada vez más proyectos se dedican a la búsqueda de objetos potencialmente peligrosos, y es de esperar que a medio plazo los medios técnicos permitan evitar una potencial colisión si se detectara a tiempo.

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