Lo que realmente pasará cuando acabe el universo según la física cuántica

La teoría más común sobre el fin del universo afirma que la entropía convertirá el cosmos en una negrura fría e infinita, sin luz ni movimiento alguno. Pero hay algo más: un último fenómeno cuántico que lo iluminará todo con billones de supernovas. Una traca final cósmica. Esta es la breve historia del universo, como se puede ver en el vídeo sobre estas líneas, y la de ese último y desconocido especáculo final que marcará el fin literal de todos los tiempos.

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Jesús Díaz

En los albores del tiempo, el universo era un plasma caótico donde no había átomos. Éste se enfrió rápidamente convirtiéndose básicamente en un vasto océano de hidrógeno, el gas primordial que ha formado todo lo que conocemos.

En ese océano se formó la primera generación de estrellas, masas colosales de tal tamaño que harían que nuestro sol parecería una moneda de un euro a su lado. Estos titanes tuvieron vidas cortas pero intensas, forjando nuevos elementos que después liberaron en grandes explosiones.

Ciclo de nacimiento y muerte estelar

Ahí comenzó el ciclo de nacimiento y muerte estelar que definió la evolución del universo. Las estrellas masivas, al explotar, sembraron el cosmos con elementos más pesados. Mientras, nuevas estrellas seguían formándose del hidrógeno y, junto con esos elementos se formaron los planetas y, eventualmente, la vida.

Cada generación de estrellas contribuyó a este ciclo, reciclando el gas disponible en el universo.

Sin embargo, no todo el gas se devuelve al cosmos. Mucho de ese gas quedó atrapado en agujeros negros, estrellas de neutrones y las estrellas más longevas de todas: las enanas rojas. Estas estrellas que arden lentamente y viven trillones de años. Al final de sus vidas, las enanas rojas no explotan sino que se transforman en enanas blancas, atrapando así sus elementos de forma permanente.

El universo hoy

Hoy en día, a pesar de su violencia intrínseca, el universo es un lugar relativamente tranquilo y tiene una larga vida por delante de miles de millones de años. Pero cada vez hay menos gas con el que crear nuevas estrellas.

De hecho, actualmente, más del 90% de las estrellas que se esperan existan en toda la vida del universo ya existen. El dato señala un cambio en la dinámica cósmica que se acerca inexorablemente.

En los próximos cientos de miles de millones de años, el universo seguirá siendo un lugar propicio para la humanidad y otras civilizaciones que posiblemente existan en nuestra y otras galaxias. Podremos explorar y expandirnos durante eones pero, poco a poco, las estrellas más grandes y las similares al Sol se extinguirán.

El imperio de las enanas rojas…

Llegará un momento en que el teatro cósmico tendrán tres actores principales: los agujeros negros, las estrellas de neutrones y, el personaje principal, las enanas rojas, que serán la población más numerosa de objetos celestiales, ardiendo lentamente hacia su penúltima metamorfosis.

…y el imperio de las estrellas negras

El universo entrará en un estado de menor actividad estelar y, a medida que las enanas rojas se apaguen, se convertirán en enanas blancas, objetos densos y muy calientes, pero inactivos y con una luz ténue.

Como dice el nuevo vídeo de ‘In a nutshell’, las enanas blancas morirán porque perderán lentamente su calor. “Se necesitan al menos 10 billones de años, más de 700 veces más que la edad actual del universo [para que esto ocurra], transformándose en enanas negras: esferas frías y muertas, invisibles contra el negro telón de fondo del universo. Y se hará la oscuridad completa. Mientras, los agujeros negros terminarán de evaporarse.

Pero el fin del universo todavía estará lejos de este punto.

El verdadero fin del universo

Sin embargo, incluso en esta etapa de quietud aparente, algo estará pasando, oculto a la vista. En el interior de las enanas negras se producirán reacciones de fusión invisibles que no liberarán energía. Serán extremadamente lentas y lo harán gracias al fenómeno de túnel cuántico en que dos núcleos de protones se van uniendo entre ellos durante períodos inimaginables de tiempo.

Estos protones rodeados de electrones que no orbitan en torno a ellos sino que se organizan en una red continua a su alrededor, se transformarán gradualmente en elementos cada vez más pesados hasta, eventualmente, llegar a la formación de níquel-56, un elemento radioactivo muy inestable.Mientras ocurría todo este proceso de fusión por tunelaje cuántico, la red de electrones presentes en la estrella evitaría que la estrella negra colapse sobre sí misma.

La traca final

Pero justo en el momento de la formación del níquel-56 algo formidable. La desintegración de esos núcleos provocará positrones que, de forma automática, chocarán con los electrones que hacen de armazón de la estrella, manteniendo la estabilidad de la enana negra contra la fuerza de la gravedad. A medida que los positrones aniquilen los electrones, la presión que sostiene a la estrella disminuirá hasta llegar a un colapso catastrófico.

Este colapso culminará en una supernova, explosiones de una violencia y magnitud inimaginable que iluminará el universo una última vez. Será un destello de luz y energía, un eco final y grandioso de la actividad estelar que una vez definió el cosmos.

El universo se llenará de luz por última vez. Pero, tras estas explosiones —que se extinguirán de forma casi instantánea en términos cósmicos— ya no habrá absolutanemente nada. El cosmos volverá a sumirse en la oscuridad total, marcando el fin definitivo de cualquier actividad física.

Fundido a negro

En este estado final, el universo se habrá transformado en un vasto vacío, frío y oscuro. No habrá nada ni nadie para recordarlo. La humanidad, aunque hubiera podido sobrevivir usando la energía de las últimas enanas rojas o los agujeros negros ya extinguidos, no estaría ahí para verlo. Silenciosa, tan inconsecuente para el cosmos como la humanidad lo es para la historia geológica de nuestro planeta, la epopeya cósmica otrora iluminada por las fraguas atómicas, habrá acabado.

Este será el verdadero final del universo, un final dictado por las leyes de la física y los procesos cuánticos que, como estamos pudiendo comprobar en las últimas décadas, parecen regir el destino de todo lo que existe.