galaxia2

INTRODUCCIÓN ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA

VOLVER A PORTADA

HISTORIA DE LA ASTRONOMÍA

SISTEMA SOLAR INTERNO

SISTEMA SOLAR EXTERNO

EL SOL Y LAS ESTRELLAS

FIN DE LAS ESTRELLAS MASIVAS

LA VÍA LÁCTEA

LAS GALAXIAS

EL UNIVERSO

EL BIG BANG

LOS PLANETAS Y LA VIDA

IMÁGENES ASTRONOMÍA

 

El universo

La desaparición de la materia

 

La expansión y la edad del Universo
La expansión del Universo
El principio del Universo y la paradoja de Olbers
La edad del Universo por la constante de Hubble
La edad del Universo por sus constituyentes
La aceleración de la expansión y la energía oscura

La materia oscura
La materia oscura en las galaxias
La materia oscura intergaláctica
La naturaleza de la materia oscura bariónica
La observación de las enanas rojas y marrones
La microlente gravitacional
La naturaleza de la materia oscura exótica
Los detectores de materia oscura exótica

El futuro del Universo
El futuro de las estrellas, galaxias y cúmulos
La evaporación de los agujeros negros
La desaparición de la materia
La posibilidad de un Big Crunch

 

 

 

 

Hubble_ultra_deep_field

El campo ultra profundo de Hubble, una imagen de una pequeña porción del cielo en la constelación Fornax (el horno), tomada por el telescopio espacial Hubble del del 3 de septiembre de 2003 al 16 de julio de 2004. Se eligió la porción de cielo, ya que posee pocas estrellas brillantes cercanas. Crédito: NASA and the European Space Agency.

 

La desaparición de la materia

El futuro de las estrellas de neutrones, enanas negras u otros planetas es más difícil de prever que el de los agujeros negros. Depende, sobre todo, de la duración de vida de las partículas que los componen, un parámetro que no es siempre muy conocido.

En particular, la cuestión de la estabilidad del protón queda ampliamente abierta. Las teorías de gran unificación prevén que el protón es una partícula inestable que debe desintegrarse después de un tiempo del orden diez quintillones (1031), pero las experiencias llevadas para detectar esta desintegración no han observado nada por el momento.

El caso de un protón inestable

Si se encuentra que el protón no es una partícula estable, los acontecimientos se desarrollarán con bastante rapidez. Todos los otros residuos de los agujeros negros verán poco a poco sus protones y neutrones desintegrarse dando nacimiento a electrones, neutrinos y fotones. Después de un tiempo del orden de la duración de vida del protón, todos se habrán desintegrado y todos los residuos estelares habrán desaparecido. El Universo ya no contendrá más que agujeros negros, fotones, neutrinos, electrones y sus antipartículas.

El futuro muy lejano es aún más difícil de predecir. Depende en particular del comportamiento del electrón si éste no es estable.

El caso de un protón estable

Si el protón es una partícula estable, la evolución de los objetos será mucho más lenta y se extenderá sobre duraciones que desafían la imaginación, pero incluso en este caso la materia no subsistirá eternamente.

En efecto, según la mecánica cuántica, las partículas pueden a veces comportarse como ondas. Esto les permite realizar proezas prohibidas por la física clásica. Es, por ejemplo, el caso en el centro del Sol, donde la fusión de dos protones sólo es posible gracias al carácter ondulatorio de las partículas. Estos fenómenos son muy poco probables, por lo tanto raros, pero si se les da suficientemente tiempo, pueden tener una influencia determinante.

La transformación en hierro

La primera consecuencia de este tipo de comportamiento es la transformación de toda la materia del Universo, exceptuando las estrellas de neutrones, en hierro.

En efecto, este elemento es el núcleo más estable de la naturaleza. Por esta razón, todos los demás núcleos tienen por último objetivo transformarse en hierro, los más grande fragmentándose, los más pequeños fusionándose. Este tipo de transformación no es posible en condiciones ordinarias de temperatura y densidad. Sin embargo, gracias a la mecánica cuántica, sucede que un núcleo pueda de repente desobedecer a la física clásica y modificar espontáneamente su estructura interna para acercarse al hierro.

Tales acontecimientos son de una extrema rareza, pero, en un futuro lejano, desempeñarán un papel esencial. Su consecuencia será una transformación progresiva de toda la materia del Universo, excepto la de las estrellas de neutrones, en núcleos de hierro. Este proceso se extenderá sobre un período increíblemente largo estimado en 10500 años (la cifra 1 seguida de 500 ceros).

La transformación en neutrones y en agujeros negros

El período siguiente verá la materia transformarse en neutrones, luego en agujeros negros, para desaparecer finalmente.

En efecto, de vez en cuando, y siempre gracias a la mecánica cuántica, cada núcleo de hierro verá uno de sus protones interactuar con un electrón y transformarse en neutrón. Con el tiempo, esto conducirá a la metamorfosis de todos los núcleos de hierro en neutrones.

Simultáneamente, la mecánica cuántica permitirá cambios ocasionales en la estructura interna de los cuerpos formados de neutrones. Esto se traducirá en una concentración cada vez más fuerte que desembocará finalmente en su transformación en agujeros negros. Estos últimos podrán entonces evaporarse rápidamente provocando la desaparición definitiva de la materia.

Así pues, en un tiempo inconcebible del orden de 10 a la potencia 1076 años, lo esencial de la materia habrá desaparecido. El Universo ya no se poblará mas que de fotones, neutrinos y electrones (si estos últimos son estables).

 

 

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - ANTONIO HERAS - SON FERRER (CALVIÁ)

Valid HTML 4.01 Transitional

© antonioheras.com 2013