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Si la hipótesis de quintaesencia fuera cierta en Universo podría empezar a colapsar en solo 100 millones de años.

Todos moriremos algún día, al igual los que nos precedieron. La vida en su totalidad desaparezca de la Tierra una vez el Sol sea demasiado caliente para nuestra distancia orbital en mil millones de años. La propia Tierra desaparecerá, posiblemente engullida por la gigante roja en la que el Sol en cinco mil millones de años.

Es muy posible que el propio Universo también desaparezca, sea porque el campo de Higgs caiga a un nuevo falso vacío o porque el Universo llegue al gran desgarrón o vuelva a recolapsar. Nada es para siempre, posiblemente ni pueda existir un «siempre» y que el propio tiempo deje de existir.

Es curioso que podamos pensar en miles de millones de años en el futuro y tratar de predecir cómo será el fin del Universo y que, a la vez, en gran parte del pasado siglo no tuviéramos pruebas del Big Bang o ni idea de la inflación o de la energía oscura. La mejor prueba sobre el Big Bang se obtuvo a mediados de los sesenta, la inflación se propuso a finales de los setenta y la energía oscura se descubrió en los años noventa. Por tanto, quizás, todo lo que digamos aquí y ahora sobre el destino último del Universo quede falsado en unas décadas. Aunque quizás algunos no estemos aquí para verlo.

La energía oscura no es más que un (mal) nombre que le damos al fenómeno de que la expansión del Universo se está acelerando. Así que, según lo que sabemos ahora, la energía oscura existe, pero no conocemos su naturaleza. Puede que sea una constante cosmológica, como la que propuso Einstein hace más de 100 años para intentar conseguir un universo estático que no existe. Esta propuesta es compatible con los datos observacionales que disponemos hoy en día.

Otros investigadores han sugerido que tal vez la energía oscura podría no ser una constante después de todo. Y si ese fuera el caso, tal vez algún día el universo se ralentizaría y tal vez incluso dejaría de expandirse y/o se invertiría su expansión y se contraería, lo que permitiría que el universo colapsara hasta que se comprimiera en una sola entidad.

Los defensores de esta teoría describen la energía oscura como un campo dinámico al que llaman quintaesencia, una propiedad que permitiría la expansión o contracción del universo. De momento, esta propuesta también es compatible con los datos observacionales que tenemos.

La quintaesencia es, posiblemente, una de las hipótesis con peor nombre de la Física, pero lo que dice no es nada esotérico. Mantiene que existe una quinta «fuerza», un nuevo campo que permea todo el espacio. Este campo sería el responsable de la expansión acelerada que estamos viendo. Lo malo es que, como no sabemos exactamente cómo es, tampoco podemos saber cómo se comporta. Según sea su comportamiento, el destino del Universo puede ser variado. Como hemos ya mencionado, puede que el universo se expandia para siempre, puede que su expansión se vaya deteniendo y puede que el campo se haga atractivo y que la expansión se transforme en una implosión. Esto recuerda mucho a cuando en los ochenta desconocíamos muchas cosas y nos planteábamos estos mismos tres futuros dependiendo solamente de la densidad de materia del Universo. Parece que Sísifo fuera físico. Si la aceleración llega a su fin mediante este mecanismo, ¿cómo de pronto podría ocurrir esta transición? ¿Y en qué punto sería detectable?

Ahora tres investigadores han calculado estimaciones sobre cuán pronto podría empezar a colapsar el Universo si la hipótesis de quintaesencia fuera correcta. En su artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, Cosmin Andrei, Anna Ijjas y Paul Steinhardt sugieren que podría ser tan pronto como dentro de 100 millones de años.

En este estudio, el trío se preguntó, si la energía oscura fuera una quintaesencia, cuánto tardaría el Universo en ralentizar su expansión, detenerse, comenzar a contraerse y, finalmente, llegar a colapsar en un punto único. Para visualizar tal idea, construyeron un modelo del Universo, uno que usaba datos reales que describían las características del Universo conocido.

La energía oscura en este caso es una forma de quintaesencia impulsada por un campo escalar que evoluciona hacia un potencial monótonamente decreciente que pasa suficientemente por debajo de cero. Bajo esta premisa el Universo está destinado a experimentar una serie de transiciones suaves y podría pasar suavemente de la fase de expansión a una fase de contracción lenta. La principal pregunta que querían responder era la siguiente: ¿cuál es el tiempo mínimo, comenzando desde el presente, antes de que finalice la expansión y comience la contracción dadas las restricciones de observación actuales sobre la energía oscura y sin introducir un ajuste fino extremo?

Vieron que, si la idea de la quintaesencia es cierta, entonces el Universo ya podría estar desacelerando su aceleración. También comprobaron que podría ralentizarse hasta detenerse en aproximadamente 65 millones de años, y podría comenzar a contraerse tan pronto como dentro de 100 millones de años. Estos plazos son, obviamente, un caso extremo de tiempos cortos y podrían ser plazos de tiempo muchos mayores bajo esta misma hipótesis de quintaesencia.

La idea, al igual que la que sugiere que la energía oscura es una constante cosmológica, no se puede demostrar ya que no hay forma de probarlo de momento. Los astrofísicos tienen que confiar en las señales que provienen de muchos años luz de distancia, lo que sugiere que si el universo se está contrayendo actualmente, no podremos medirlo hasta que trascurran millones de años.

En todo caso, y aunque sea un resultado un tanto especulativo, no deja de sorprender el plazo de 100 millones de años, que es increíblemente corto. El escenario tampoco es descabellado. De hecho, según lo autores del estudio, encaja de forma natural con teorías recientes de cosmología cíclica y conjeturas sobre la gravedad cuántica.

Aunque se puede llegar a imaginar en este escenario a seres que aparecieran mucho más tarde que nosotros, justo antes de ese colapso final, que se preguntasen por el destino final del Universo y lo vieran inminente, sin escape posible, sin saber quizás toda la historia anterior del Universo. Puede que maldijeran su sino.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Preprint en ArXiv.
Diagrama: NASA/ESA.