Introducción
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¿Qué sabemos sobre el origen y el destino del Universo? ¿cómo empezó todo?, ¿de dónde venimos?, ¿adónde vamos? Estas preguntas, que desde niños todos nos hemos hecho, son la base de todo el pensamiento filosófico de la humanidad. Es un anhelo básico, al que los científicos también buscan responder, pero ellos por medio de ecuaciones y modelos matemáticos.
La exploración científica teórica del destino final del Universo se hizo posible con la teoría de la relatividad general formulada por Albert Einstein en 1915. La relatividad general se puede emplear para describir el Universo con la mayor escala posible. Hay muchas soluciones posibles a las ecuaciones de la relatividad general y cada solución implica un posible destino final del Universo. Alexander Friedmann propuso una solución en 1921. Estas ecuaciones de Friedmann implican que el Universo ha estado expandiéndose desde una singularidad inicial; es decir, esencialmente el Big Bang.
Existen varias teorías sobre el destino final del Universo, entre ellas:
Teorias sobre el Fin del Universo
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Big Bounce
Big Bounce o Gran Rebote es una teoría o modelo científico relacionado con la formación del Universo conocido. Se deriva del modelo cíclico o Universo oscilante interpretación del Big Bang donde el evento cosmológico primero fue el resultado del colapso de un universo anterior.
Según algunos teóricos del Universo oscilante, el Big Bang fue simplemente el comienzo de un período de expansión al que siguió un período de contracción. Desde este punto de vista, se podría hablar de un Big Crunch, seguido de un Big Bang, o, más sencillamente, un Gran Rebote. Esto sugiere que podríamos estar viviendo en el primero de todos los universos, pero es posible que estemos viviendo en el universo número dos mil millones (o cualquiera de una secuencia infinita de universos).
La idea principal detrás de la teoría cuántica de un gran rebote es que, a medida que aumenta y aumenta la densidad, el comportamiento de la "espuma cuántica" cambia. Todas las llamadas constantes físicas fundamentales, incluida la velocidad de la luz en el vacío, no eran tan constantes durante el Big Crunch, especialmente en el intervalo de estiramiento 10 -43 segundos antes y después del punto de inflexión . (Una unidad de tiempo de Planck es de aproximadamente 10−43 segundos.)
Si las constantes físicas fundamentales se determinaron en una manera quanto-mecánica durante la contracción Big Crunch, entonces sus valores aparentemente inexplicable en este universo no serían tan sorprendentes, entendiendo aquí que un universo es el que existe entre un Big Bang y su Big Crunch.
El Big Bounce, es una teoría similar al Big Crunch, solo que las cosas no se destruyen, sino que se "reciclan". La gravedad frena la expansión del universo y todo se condensa en un solo punto. La fuerza de esa rápida compresión es suficiente para iniciar otra gran explosión, y el universo comenzaría de nuevo. Por lo tanto, este rebote sería muy similar a un Big Bangy capaz de producir un nuevo universo, y así infinitamente. Así que según esta teoría, nuestro universo bien podría ser la primera versión de una serie, o la enésima encarnación de otro universo. ¿Apuestas?
Del Big Bang al Big Bounce
El Big Rip
El Gran Desgarramiento o Teoría de la expansión eterna, llamado en inglés Big Rip, es una hipótesis cosmológica sobre el destino final del Universo.
El cumplimiento de esta hipótesis depende de la cantidad de energía oscura en el Universo. Si el Universo contiene suficiente energía oscura, podría acabar en un desgarramiento de toda la materia. El valor clave es la razón entre la presión de la energía oscura y su densidad energética (
). Si su valor es tal que < -1 el Universo acabaría por ser desgarrado. Primero, las galaxias se separarían entre sí, a 1000 millones de años del final. Luego la gravedad sería demasiado débil para mantener integrada cada galaxia, y 60 millones de años antes del fin, sólo habría estrellas aisladas. Aproximadamente tres meses antes del fin, los sistemas solares perderían su cohesión gravitatoria. En los últimos minutos, se desbaratarían estrellas y planetas. El Universo quedaría en átomos, pero no se habría acabado todo. Los átomos serían destruidos en una fracción de segundo antes del fin del tiempo y sólo quedaría radiación. El Universo sería como el Big Bang pero casi infinitamente menos denso.
A diferencia del Big Crunch, en el que todo se condensa en un solo punto, en el Big Rip el Universo se convertiría en partículas subatómicas flotantes que permanecerían para siempre separadas, sin cohesión gravitatoria ni energía alguna.
Los autores de esta hipótesis calculan que el fin del Universo, tal como lo conocemos, ocurriría aproximadamente 3,5 × 1010años (35 000 millones de años) después del Big Bang, o dentro de 2,0 × 1010 años (20 000 millones de años).
Debido a que la materia (barionica y materia oscura) sólo representa el 27% del Universo y el 73% restante está formado por la energía oscura, una energía que se opone a la gravitatoria, el Big Rip parece ser una de las teorías más aceptadas en la actualidad del fin del Universo
Big Rip
Metaestabilidad del Vacio
Esta idea propone que el universo existe en un estado esencialmente inestable y que dentro de miles de millones de años pasará a un estado de vacío. Antes de que suceda, aparecerá una burbuja en el universo, que se expandirá en todas direcciones a la velocidad de la luz, para acabar con todo lo que toca. Pero el universo seguirá existiendo. Las leyes de la física serán diferentes, e incluso podría haber vida. Pero sería un universo perfectamente incomprensible.
Metaestabilidad del vacio
La Barrera del Tiempo
Si partimos de la teoría del multiverso (infinitos universos), existe un 100% de probabilidades de que todo ocurra en él. Para solucionar este problema, los científicos solo toman una sección del universo para calcular las probabilidades, ya que las leyes de la física no tienen sentido en un multiverso infinito. Entonces, la única forma en que este modelo tenga sentido es si ese límite es una frontera real, física, donde nada pueda expandirse más allá. Y de acuerdo a la física, en algún momento de los próximos 3700 millones años vamos a cruzar esa barrera del tiempo, y el universo terminará para nosotros.
La Barrera Del Tiempo
Teoría del Multiuniverso
Multiverso es un término usado para definir los múltiples universos existentes (conjunto de universos en un solo universo), según las hipótesis que afirman que existen universos diferentes del nuestro propio. La estructura del multiverso, la naturaleza de cada universo dentro de él, así como la relación entre los diversos universos constituyentes, dependen de la hipótesis de multiverso considerada. Según cualquiera de esas hipótesis, el multiverso comprende todo lo que existe físicamente: la totalidad del espacio y del tiempo, todas las formas de materia, energía y cantidad de movimiento, y las leyes físicas y constantes que las gobiernan.
El término de "multiverso" fue acuñado en 1895 por el psicólogo William James.1 El concepto de multiverso se ha usado encosmología, física, astronomía, filosofía, psicología transpersonal y ficción, en particular dentro de la ciencia ficción y de la fantasía. Los diferentes universos dentro del multiverso son a veces llamados universos paralelos. En otros contextos, también son llamados «universos alternativos», «universos cuánticos», «dimensiones interpenetrantes», «mundos paralelos», «realidades alternativas» o «líneas de tiempo alternativas».
Según la teoría del multiverso, no hay fin del universo como tal. En un escenario con infinitos universos, nuestro universo es sólo uno de muchos y el tiempo podría acabarse en él, hay y seguirá habiendo un universo más grande, en donde existen otros universos que nacen continuamente. Según la física, el número de nuevos universos siempre superarán a los antiguos, por lo que en teoría está en constante aumento.
Teoría Del Multiuniverso
Teorias sobre El Fin del Universo
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Big Crunch
La Gran Implosión, también conocida como Gran Colapso o directamente mediante el término ingles Big Crunch, es una de las teorías cosmológicas que se barajaban en el siglo XX sobre el destino ultimo del universo.La teoría de la Gran Implosión propone un universo cerrado. Según esta teoría, si el universo tiene una densidad crítica, la expansión del universo, producida por la Gran Explosión (o Big Bang) irá frenándose poco a poco hasta que finalmente comiencen nuevamente a acercarse todos los elementos que conforman el universo, volviendo a comprimir la materia en una singularidad espacio-temporal.El momento en el cual acabaría por pararse la expansión del universo y empezaría la contracción depende de la densidad crítica del Universo: a mayor densidad mayor rapidez de frenado y contracción; y a menor densidad, más tiempo para que se desarrollaran eventos. Si la densidad es lo suficientemente baja se prevé que tendría lugar un universo en expansión perpetua.La evidencia experimental reciente (concretamente la observación de supernovas lejanas como candelas estándares y el mapeo completo de la radiación de fondo de microondas) ha llevado a especular que la expansión del universo no está frenándose debido a la gravedad, sino que se está acelerando Sin embargo, debido a la naturaleza de la energía oscura –que es postulada como la fuente de la aceleración– es desconocida, todavía es posible (aunque no respaldado por la observación a la fecha) que el universo finalmente revierta la marcha y cause un colapso.
Representación de la gran Implosion
Muerte Térmica
La muerte térmica (también muerte entrópica) es uno de los posibles estados finales del universo, en el que no hay energía libre para crear y mantener la vida y otros procesos. En términos físicos, el universo habrá alcanzado la máxima entropía.
Al contrario de lo que propone el Big Crunch, la teoría de la muerte térmica explica que la gravedad no es lo suficientemente fuerte como para impedir la expansión del universo, por lo cual continuará agrandándose exponencialmente hasta apagarse.
Si consideramos al universo como un sistema termodinámico, con el calor distribuido uniformemente en su totalidad, terminaremos con toda la materia uniformemente dispersa a lo largo y ancho del universo convertida en una niebla fría, oscura y densa. El universo estará en un estado de equilibrio, y las partículas rebotarán entre sí sin intercambiar energía, quedando esparcidas en el vacío.
El Origen de la Idea
La idea de la muerte térmica tiene su origen en la segunda ley de la termodinámica, que dice que la entropía tiende a aumentar en un sistema aislado. Si el universo vive durante un tiempo suficientemente largo, asintóticamente llegará a un estado en el que la energía se distribuiría uniformemente.
La idea fue propuesta en 1851 por William Thomson, Lord Kelvin, quien teorizó de los comentarios sobre la pérdida de calor deSadi Carnot en 1824 y Rudolf Clausius en 1865, pero fue Hermann von Helmholtz quien desarrolló la idea de la muerte térmica más tarde.
En 1862, William Thomson publicó " En la edad del calor del sol ", un artículo donde reafirmó su creencia fundamental en la indestructibilidad de la energía y la difusión del calor, Thomson escribió:El resultado sería inevitablemente un estado de descanso y muerte universal, si el universo es finito y esta obligado a obedecer las leyes existentes. Pero es imposible concebir un límite a la extensión de la materia en el universo; y así la ciencia volvió más bien hacia una progresión sin fin, en un espacio sin fin, aquellas actuaciones que resulten de la transformación de la energía potencial en movimiento palpable y por lo tanto en calor, en lugar de un único mecanismo finito, funcionaría como un reloj que parara por siempre.
Muerte Térmica
Masificacion de los Agujeros Negros
Una popular teoría dice que la mayoría de la materia del universo órbita alrededor de los agujeros negros, y que se produce una canibalización de estrellas e incluso galaxias enteras a medida que estas caen en el horizonte de sucesos de estos agujeros. Así, en un universo finito, los agujeros negros eventualmente devorarán toda la materia dejando un universo oscuro. Con el tiempo, los agujeros negros se evaporan (pierden su masa) y emiten lo que se llama "radiación Hawking". Así que la etapa final del universo serán partículas subatómicas de la radiación Hawking uniformemente distribuidas.
Agujeros Negros
El Fin de los Tiempos
Según esta teoría, si vimos un tiempo infinito, cualquier cosa que sea posible está garantizada que va a suceder (y un número infinito de veces). Debido a que esto altera una gran cantidad de cálculos predictivos, los científicos teorizaron algo más: que el tiempo mismo eventualmente va a detenerse; todo se congelará, como si se tratara de una fotografía eterna de un momento. Pero no sería realmente para siempre, ya que el tiempo no avanzaría. Simplemente sería que un instante en el tiempo donde nadie moriría ni envejecería.
Hola que tal amigos, me llamo Bryan Villanueva, Bienvenidos a mi blog. Este blog esta dedicado aquellos amantes de la ciencia, les traigo alguna de las teoría de como finalizaría el universo que conocemos.
