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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
El futuro de las estrellas, galaxias y cúmulos
Predecir el futuro del Universo es un ejercicio difícil. Fenómenos completamente
desconocidos actualmente son susceptibles de intervenir y volver nuestras
predicciones obsoletas. Se puede, en particular, citar el impacto de la energía
oscura, cuya naturaleza sigue siendo aún desconocida. En consecuencia, vamos
simplemente a intentar citar algunos fenómenos que se producirán apoyándonos en
los conocimientos actuales de la física.
Desde un punto de vista global, existen dos posibilidades de evolución
diferentes. O la extensión del Universo seguirá eternamente o cesará, y el
Universo terminará por contraerse para terminar en un Big Crunch. Las
observaciones del satélite WMAP parecen indicar que la expansión continuará
eternamente bajo el efecto de la energía oscura. Comencemos, pues, por el caso de
un Universo en expansión eterna.
El fin de la fase estelar del Universo
El primer cambio significativo se producirá cuando el material básico de las
estrellas, el gas interestelar, comience a ser escaso.
Durante la muerte de una estrella, una parte del gas inicial es reinyectado en
el medio interestelar en forma de nebulosa planetaria o de supernova, pero la
mayor parte del gas acaba en forma de enana blanca, de estrella de neutrones o
de agujero negro. Con cada estrella que nace, vive y muere, una gran cantidad de
gas se encuentra aprisionado en un residuo compacto y no puede participar más en
la formación de nuevas estrellas.
Con el tiempo, las reservas de gas de una galaxia se agotan y la formación de
estrellas se hace cada vez más escasa. En consecuencia, la renovación de las
generaciones ya no está garantizada y las estrellas mueren, unas tras otras, sin
ser reemplazadas. De aquí a algunos centenares de miles de millones de años,
incluso las estrellas menos masivas se habrán apagado, y la fase estelar del
Universo estará cumplida. Las galaxias no contendrán más astros luminosos, sino
solamente residuos estelares, enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros
negros, así como planetas.
El Universo estará desprovisto en adelante de fuente de luz visible y parecerá
negro a los ojos de nuestros lejanos descendientes.
La evaporación de las galaxias
La próxima etapa significativa de la evolución del Universo es la fase de
evaporación de las galaxias, un proceso muy lento que va a durar un trillón de años.
A causa de la desmesura de las distancias interestelares, el encuentro de dos
estrellas es un acontecimiento extremadamente raro en una galaxia si se
considera una duración de algunos miles de millones de años. Pero si se espera
mucho más tiempo, se producen un enorme número de encuentros, lo que va a tener
un efecto determinante sobre la evolución de las galaxias.
Un tipo de encuentro especialmente importante en este contexto es el que implica
tres astros, una estrella aislada y un par estelar. Sucede que la estrella
aislada pierde una gran parte de su energía en provecho de los otros dos
cuerpos. Los dos miembros del par tienen entonces suficientemente energía para
separarse definitivamente. Es incluso posible que las dos estrellas sean capaces
de escapar a la gravedad de la galaxia y dejarla definitivamente. Al contrario,
la estrella aislada, que ha perdido una gran parte de su energía, no puede
resistir más a la gravedad y va rápidamente a caer hacia el centro de la
galaxia.
Así, con el tiempo, cada galaxia pierde poco a poco la mayor parte de sus
estrellas. Simultáneamente, la densidad central de la galaxia aumenta hasta
alcanzar un valor crítico, a partir del cual el centro galáctico se transforma en
un agujero negro supermasivo (si ya no había uno). Se considera así que, de aquí
a alrededor de un trillón de años, cada galaxia habrá perdido el
99 por ciento de sus estrellas y se habrá vuelto un agujero negro de cerca de
mil millones de masas solares.
Evaporación de los cúmulos de galaxias
El mismo proceso de evaporación y transformación en agujero negro se produce
para los cúmulos de galaxias, pero en un período de tiempo aún más largo. A
causa de los encuentros aleatorios entre galaxias, cada cúmulo pierde poco a
poco la mayoría de sus miembros, viendo su parte central volverse cada vez más
densa. Por último, el centro del cúmulo se convierte en un agujero negro que
puede alcanzar un trillón de masas solares.
Esta fase de metamorfosis de los cúmulos tardará alrededor de mil cuatrillones
de años. Una vez terminada ésta, el Universo habrá perdido la bonita estructura
que de él conocemos, galaxias y cúmulos ya no serán más que recuerdos. Sólo
subsistirá una multitud de agujeros negros de todas las masas, con algunas
pizcas de estrellas de neutrones, enanas blancas vueltas oscuras y planetas. |
