Imagina una época en la que todo el Universo estuviera congelado, a una temperatura increíblemente baja. Pues esto esencialmente sucedió hace aproximadamente 11,500 millones de años, cuando el Universo tenía un cuarto del tamaño actual. Una de las diversas preguntas actuales que invade a la comunidad científica es: si así fue, ¿así podría terminar?
Para entender este fenómeno nos tenemos que apoyar en un concepto muy pintoresco y que ha sido el cáliz desde su descubrimiento en 1998: la misteriosa -y por ello su nombre- “energía oscura”. Los cosmólogos creen que la energía oscura forma alrededor del 63 por ciento de toda la energía y materia del Universo y este modelo se ha posicionado como uno de los más aceptados para explicar los fenómenos observados, por ejemplo, la idea de que el Universo se está expandiendo a un ritmo cada vez más rápido.
Quizá te estés preguntado en éste punto: “¿Qué significa que el Universo se expanda?” y “¡¿aceleradamente?!” Bueno, en primer lugar, es un hecho seguro que el Universo se está expandiendo, tal y como lo demostró el estadounidense Edwin Hubble ya hace más de 80 años, cuando observó galaxias distantes moviéndose lejos una de otra e increíblemente, a velocidades proporcionales a la distancia entre ellas. Ahora, añadamos la “aceleración” a dicho fenómeno. Que el Universo se acelere quiere decir que crece más deprisa, impulsado por la energía oscura y que hace que la materia que contiene (en forma de galaxias y estrellas) esté cada vez más dispersa y alejada entre sí. Por tanto, las galaxias se mueven lejos de nosotros a una tasa acelerada. Aunque pareciera increíble, el estudio de este tipo de mediciones entre objetos astronómicos no es imposible. La siguiente pregunta es: ¿tenemos que esperar un billón de años para medir las velocidades de las galaxias? ¡Por supuesto que no! Los especialistas en el área son capaces de estudiar la luz de galaxias o de estrellas lejanas que explotaron hace miles de millones de años con la ayuda de telescopios espaciales, como el tan afamado Telescopio Espacial Hubble, proyecto conjunto de la NASA y la Agencia Espacial Europea. Aunque nos encantaría poder predecir cuándo ocurren este tipo de explosiones estelares, nos vemos obligados a inspeccionar los rincones del Universo en busca de ellas. Y es que estas explosiones son muy raras, tanto así que algunas aparecen una vez por siglo en una galaxia típica.
¿Pero qué tiene que ver la “energía oscura” con el futuro del Universo? Una de las propiedades de esta energía es que es persistente, es decir, su densidad permanece aproximadamente constante conforme el Universo se expande, por tanto no se diluye como la materia lo hace. Albert Einstein dijo que la energía causa que el espacio-tiempo se curve y Edwin Hubble nos heredó una sencilla ecuación que nos indica que la velocidad de este Universo crecerá porque la distancia también crece (en lenguaje de “pizarrón” decimos que éstas variables son directamente proporcionales). Si ésta energía durara para siempre, entonces el Universo continuaría expandiéndose y enfriándose. Eventualmente no quedaría rastro alguno de objetos estelares, sólo quedaría un espacio vacío. Pero puedes estar tranquilo: estamos a billones de años de observar dicho fin, pero es bueno saber que el descubrimiento de nuevos datos astronómicos nos pueden ayudar a predecir con mayor certeza el final del Universo.
Un acontecimiento relevante y que llenó de orgullo a la comunidad de cosmólogos ocurrió el 4 de octubre de 2011. La Real Academia de Ciencias en Suecia galardonó a un grupo de científicos estadounidenses con el Premio Nobel de Física 2011 por el asombroso estudio donde describen el descubrimiento de esta expansión acelerada del Universo . Los astrofísicos estadounidenses premiados, Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam G. Riess, se dieron a la tarea de comparar fotografías del "antes y después" de explosiones de estrellas distantes llamadas supernovas.
Utilizaron en particular un tipo muy especial de supernova, conocido como "IA" (que es el resultado de cuando una estrella en un sistema binario (2 estrellas) sugiere un aumento en su masa por parte de la otra estrella compañera que es menor a y la cual ha ahogado su combustible) para darse cuenta de que las explosiones de estrellas viejas y compactas, tan pesadas como el Sol pero igual de pequeñas que la Tierra, y que son capaces de emitir luz de la misma forma que lo hace una galaxia entera. Al estudiarlas, estos investigadores se dieron cuenta de que dichas explosiones poseían una menor intensidad de luz a lo esperado, demostrando que la expansión del Universo se está acelerando. Es de admirarse tal reconocimiento ya que el estudio de la supernova que ayudó a este descubrimiento explotó hace 21 millones de años (mucho antes de la aparición del hombre sobre la Tierra) pero es hasta hoy que su luz ha llegado a nosotros. ¿Puedes imaginarte la magnitud de esta explosión estelar para que pueda ser visible después de tanto tiempo? Es aún más sorprendente que es de las más cercanas a nuestra galaxia detectada hasta el día de hoy. En comparación, las supernovas tipo “IA” más lejanas detectadas explotaron hace 9,500 millones de años en galaxias que se encuentran ahora a 35 mil millones de años-luz de distancia.
El Premio Nobel de Física premia año tras año el esfuerzo de los científicos que contribuyen al avance del conocimiento en áreas como la astronomía. A partir de hoy, se podría considerar como un hecho la expansión acelerada del Universo, y aunque falta demostrar más cosas experimentalmente, ahora existe evidencia de que el Universo es mucho más complejo, tanto así que nombramos a la energía responsable de esta aceleración como “energía oscura”. Lo que esta energía oscura es aún resulta un enigma, quizás uno de los más grandes de la física actual. Sin embargo, si el Universo continúa acelerándose, éste terminará congelándose. ¿Un futuro terrible? Bueno, tendremos que esperar unos billones de años para dicho espectáculo.
Para aprender más:
- C. Escamilla-Rivera. A través de la oscuridad del universo. Ciencia y Desarrollo. Vol. 35, No. 238, Pág. 14-19. Revista del CONACYT. (2009).
Acerca del el autor:
Celia Escamilla Rivera es candidata al grado de Doctor Europeus por la Universidad del País Vasco y la Universidad de Oxford. Ganadora del Premio Estatal de la Juventud 2010. Su investigación se centra en la interacción entre la cosmología teórica y observacional.