Esto es lo que pasará cuando el universo deje de expandirse y se contraiga

Algunos de mis colegas están decepcionados por la aceleración de la expansión cósmica. Su frustración se debe a mi artículo de 2002, que mostraba que una vez que el Universo envejezca diez veces, todas las galaxias lejanas saldrán de nuestro horizonte de sucesos y nuestra galaxia quedará sola en la oscuridad. Para levantarles el ánimo, publiqué una década más tarde una previsión cósmica más positiva, en la que mostraba que las estrellas fugitivas de nuestra propia galaxia todavía permitirían a los astrónomos monitorear la expansión cósmica igual que lo hacen hoy las galaxias lejanas.

Todos los átomos se habrían descompuesto en sus electrones y quarks constituyentes y se habrían mezclado en una sopa uniforme que se calienta y densifica con el tiempo

Personalmente, me siento afortunado de vivir en un Universo en expansión porque a medida que envejezco prefiero tener más espacio libre para mí y un Universo en contracción habría abarrotado mi entorno de distracciones. Pero me doy cuenta de que los habitantes msociales habrían preferido residir en un Universo en contracción, donde con el tiempo se acercan más a sus amigos extragalácticos. Revisemos esta alternativa más de cerca para decidir sobre sus pros y sus contras.

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Las ecuaciones subyacentes de la cosmología son simétricas en el tiempo y la flecha del tiempo la eligen las condiciones iniciales. A priori, teníamos un 50% de posibilidades de nacer en un universo en contracción en vez de en expansión. Esto habría cambiado el conocido corrimiento al rojo cosmológico por un corrimiento al azul. Para explorar galaxias lejanas habríamos necesitado construir telescopios espaciales sensibles a la luz ultravioleta, como corresponde al desplazamiento azul de la luz estelar, en lugar del recién lanzado JWST, que está sintonizado en el infrarrojo para captar el corrimiento al rojo de la expansión cósmica.

Es fácil averiguar qué se necesita para invertir la expansión en contracción. Una pelota lanzada hacia arriba a una velocidad inferior a la de escape de la Tierra se alejaría inicialmente de nosotros, luego se frenaría por efecto de la gravedad y, finalmente, volvería a descender. Del mismo modo, si la velocidad de expansión inicial del Universo fuera lo suficientemente baja, el retroceso de las galaxias lejos de nosotros se habría invertido finalmente por la naturaleza atractiva de la gravedad.

En concreto, si la constante de Hubble era la mitad de su valor medido mientras que la densidad de materia cósmica se mantenía igual, entonces el Universo ya se habría estado contrayendo en ese momento cósmico, porque la gravedad inducida por la materia habría detenido la expansión cósmica y la habría revertido a una contracción incluso antes de que la energía oscura cobrara importancia o de que naciera el Sol.

Mis colegas no podrían haber sido más felices en estas circunstancias. A medida que el tiempo hubiera avanzado hacia nuestro futuro cósmico, el cielo nocturno se habría vuelto más luminoso, lo que habría facilitado la astronomía. En lugar de construir telescopios cada vez más grandes para resolver galaxias lejanas, los astrónomos podrían haber esperado a que estas galaxias se acercaran más a nosotros.

La inversión de la conocida expansión de Hubble habría implicado que cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se acerca a nosotros. Esto es una mala noticia porque habría fijado una duración finita para nuestro futuro, a saber, la relación entre la distancia y la velocidad de aproximación de una galaxia a esa distancia. La densidad de la materia habría divergido en un instante de nuestro futuro, el momento del Big Crunch. Nada en nuestra realidad habría sobrevivido más allá de ese momento.

A medida que el Universo se fuera contrayendo, el fondo de radiación cósmica se habría hecho más brillante, superando finalmente el brillo superficial del Sol. Estamos acostumbrados a la idea de que las estrellas irradian energía al espacio, pero esto sólo ocurre porque están más calientes que su entorno. Una vez que el Universo en contracción hubiera sido más caliente, las estrellas habrían absorbido energía en lugar de irradiarla, siendo finalmente aplastadas por la creciente presión y gravedad cósmicas. Finalmente, todos los átomos se habrían descompuesto en sus electrones y quarks constituyentes y se habrían mezclado en una sopa uniforme que se calienta y densifica con el tiempo. Parte de la materia se habría canalizado hacia agujeros negros preexistentes, pero éstos habrían representado una fracción insignificante del cúmulo de masa cósmica.

Cerca del Big Crunch, los teóricos de la gravedad cuántica habrían tenido la oportunidad de poner a prueba sus ideas y celebrar su éxito si hubieran podido diseñar una cápsula que les protegiera a ellos y a los miembros del comité Nobel del cataclismo cósmico. Por supuesto, también existe la hipotética posibilidad de que el universo hubiera rebotado antes de alcanzar la densidad de Planck, como postulan los modelos cosmológicos cíclicos que tienen una fase de expansión posterior.

Para los habitantes del cosmos con inclinaciones sociales, la fase de contracción ofrece la ventaja de salvar distancias extragalácticas sin necesidad de embarcarse en una nave espacial. Pero para mí, darme cuenta de que nos espera un Big Crunch en el futuro habría sido tan claustrofóbico como caer hacia la singularidad de un agujero negro. Sí, te acercas a los vecinos cósmicos, pero ninguna compañía puede compensar el hecho de que el final está cerca. Otra forma de ver un Big Crunch es como una fosa común, una reliquia de la gravedad cuántica en la densidad de Planck. Las fiestas de despedida de la vida tal y como la conocemos acabarían por olvidarse en la sopa final de gas caliente y denso de partículas elementales. No quedaría ningún monumento para celebrar nuestra transitoria existencia pasada. No se derramará ninguna lágrima dada la extrema densidad y temperatura del final.

¿Es una mera cuestión de suerte cósmica que vivamos en un Universo en constante expansión? La respuesta está ligada al desconocido proceso que desencadenó el Big Bang.

Ante esta ignorancia, asumamos con valentía la soledad cósmica que nos espera en el futuro y agradezcamos la fortuna de la expansión cósmica. En definitiva, la alternativa suena peor. La hierba no parece ser más verde en las partes contratantes del multiverso.