Los científicos han propuesto desde hace tiempo un modelo en el cual el universo podría dejar de expandirse y terminar en un Big Crunch que resetearía el espacio y el tiempo tal y como lo conocemos. Por otro lado, una pareja de físicos teóricos ha propuesto una tercera vía. El universo nunca terminará, y en un estudio que intenta definir la naturaleza de la energía oscura, los físicos proponen que la expansión cósmica no es siempre constante. La energía oscura puede encenderse y apagarse periódicamentea. A veces haciendo que el cosmos se expanda. Otras veces la energía oscura lo reduce a las condiciones adecuadas para un nuevo Big Bang y el nacimiento de un nuevo universo.
La energía oscura y la expansión del universo
Nuestro universo está actualmente experimentando una fase de expansión descontrolada. El cosmos se está expandiendo cada vez más rápido. Los cosmólogos no entienden la causa de esta aceleración y teorizan que la causa es la energía oscura. Si esta aceleración persiste, nuestro universo eventualmente se expandirá en el olvido, con toda la materia y la radiación demasiado distantes entre sí.
Pero esta no sería la primera fase de crecimiento descontrolado. En los primeros instantes del Big Bang, las energías y densidades eran tan extremas que la física que conocemos no sería válida. Por esta razón, se habla de singularidad, un punto de densidad infinita en el cual nuestro conocimiento matemático y físico no tiene ningún valor.
Posteriormente, el universo experimentó un período de expansión increíblemente rápida conocido como inflación, el cual también es poco comprendido por el momento. Los físicos teóricos han estado preguntándose durante mucho tiempo si estas dos fases de expansión acelerada, una en los primeros instantes del Big Bang y otra en la época actual, están conectadas entre sí. Además, ¿es posible que haya una entidad que las guíe a ambas?
Un ciclo infinito
Para responder a esta pregunta, una pareja de físicos teóricos publicó un estudio (ref.) el 7 de febrero en arXiv que examinó un modelo del cosmos en el que la energía oscura siempre ha desempeñado un papel clave. Investigaciones anteriores habían hipotetizado que la energía oscura se enciende en varios momentos para guiar la expansión cósmica. Pero la nueva investigación propone un modelo más realista que incluye materia y radiación.
El objetivo principal del estudio es ver si la energía oscura puede evitar la singularidad del Big Bang, haber guiado la inflación y acelerar el universo contemporáneo. Para evitar la singularidad inicial, el universo no habría comenzado desde un punto de densidad infinita. Mientras que el universo en el que vivimos sería el resultado de una serie infinita de “grandes rebotes” repetidos.
En este escenario, la energía oscura guía el universo hasta que alcanza cierto tamaño. Pero luego esta energía se transforma, obligando al universo a contraerse. El cosmos sufre entonces una gran crisis, pero justo antes de alcanzar un estado de densidad infinita (la singularidad), la energía oscura genera un nuevo período de inflación increíblemente rápida y comienza de nuevo el ciclo.
La corrección matemática
A pesar del éxito inicial, los investigadores no pudieron encontrar una clase genérica de modelos de energía oscura que siempre pudieran llevar a los mismos resultados. Para superar este problema matemático, tuvieron que insertar artificialmente un valor inferior para la actual expansión acelerada en comparación con lo que se predice por la mecánica cuántica para obtener el resultado correcto.
Sin embargo, esta nueva investigación apunta en una dirección prometedora, proporcionando una plataforma válida para explorar otros modelos como este. Probablemente, la humanidad no está destinada a vivir en un cosmos frío y vacío, porque la energía oscura podría comportarse de manera diferente a como pensamos hoy en un futuro lejano. Solo la continua investigación revelará nuestro destino.