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INTRODUCCIÓN ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA

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El universo

La posibilidad de un Big Crunch

 

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 posibilidad de un Big Crunch

La expansión del Universo va probablemente a continuar eternamente y conducir a una muerte fría de este último. Sin embargo, un segundo caso de figura teórica es el de una expansión que cesa para dejar sitio a una contracción y a un Big Crunch. Este escenario no es de actualidad, ya que la presencia de energía oscura provoca por el momento una aceleración de la expansión, pero la naturaleza de la energía oscura, siendo desconocida, es muy posible que su acción cambie en el futuro.

La extensión se vuelve contracción

El ritmo de los acontecimientos depende enormemente del comportamiento de la energía oscura, así como del valor exacto de la densidad del Universo. A manera de ilustración, escojamos un ejemplo preciso, el de un Universo donde la energía oscura no tiene influencia sobre la expansión, y donde la densidad de materia es igual dos veces la densidad estimada actualmente.

La relatividad general muestra entonces que la expansión sigue durante alrededor de cincuenta mil millones de años, pero a un ritmo cada vez más bajo. A la edad de sesenta mil millones de años, el Universo alcanza su tamaño máximo, entre dos y tres veces su tamaño actual. La radiación fósil, enfriada por la expansión, se encuentra alrededor de un grado del cero absoluto.

Al final de esta época, es la contracción que comienza. El Universo entra en la segunda fase de su existencia, que dura también sesenta mil millones de años. Este período se caracteriza por una disminución constante del tamaño y un aumento de la densidad y la temperatura.

Los acontecimientos comienzan a precipitarse al acercamiento del Big Crunch. Así pues, mil millones de años antes del acontecimiento final, los cúmulos de galaxias están tan próximos que comienzan a fusionarse. Las propias galaxias comienzan a interpenetrarse cien millones de años antes del Big Crunch. En esta época, la temperatura media del Universo alcanza 25 grados Celsius.

El big bang a la inversa

La temperatura del Universo sigue aumentando hasta alcanzar 3000 grados cuando quedan sólo algunas centenas de millares de años. El desacoplamiento radiación-materia, un momento fuerte de Big bang, se desarrolla entonces a la inversa. Los fotones son, desde ahora en adelante, capaces de disociar los átomos, el Universo se vuelve opaco, átomos y moléculas desaparecen.

Después de esta época, la temperatura continúa aumentando rápidamente y los acontecimientos se aceleran. A diez millones de grados, la temperatura del Universo es la misma que en el centro del Sol, lo que implica la disolución de las estrellas. A diez mil millones de grados, los fotones son suficientemente energéticos para disociar los núcleos. A temperaturas todavía superiores, protones y neutrones se desintegran en sus componentes, los quarks; luego, las fuerzas fundamentales se reunifican unas tras otras.

Por último, la temperatura y la densidad alcanzan un nivel tal que comienza una fase similar a la era de Planck. Lo que pasa a continuación nos es inaccesible, ya que las teorías actuales son incapaces de describir el comportamiento de la materia en tales condiciones. Es posible que la temperatura y la densidad se vuelvan infinitas y que una singularidad aparezca. Puede ser también que un nuevo Big bang se produzca y dé nacimiento a otro universo.

 

 

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

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