¿El universo estará muerto para siempre?

A2A (es un poco largo, lo siento). No existe un acuerdo amplio sobre el fin del universo. Cada una de las ideas que menciona se basa en interpretaciones del modelo Lambda-CDM de la teoría del Big Bang generalmente aceptada. La sonda de anisotropía de microondas Wilkinson y Planck (nave espacial) han confirmado que nuestro universo comenzó hace 13.77 mil millones de años. WMAP mostró que la geometría de la porción visible del universo es Euclidiana plana dentro del 0.4% y confirmó que la expansión parece estar acelerándose.

También midieron la densidad de la materia y descubrieron que, al menos dentro del universo visible, la materia normal (átomos) solo representa el 4% del total. Se presume que el 22% es materia oscura fría (es decir, el “CDM” en Lambda-CDM) y el resto es Energía Oscura, con una pequeña fracción de Neutrinos.

Todo eso significa que todo el universo probablemente sea espacialmente ilimitado, pero no puedo decir “infinito” porque eso es matemáticamente problemático. El problema de la planitud solo se resuelve parcialmente mediante la inflación. Actualmente hay una pequeña relación positiva finita entre la materia que podemos ver y el volumen de espacio que podemos ver, por lo que matemáticamente el universo en general no puede ser espacialmente infinito a menos que la cantidad total de masa / energía también sea infinita. Agregue el hecho de que el número estimado de átomos en el universo visible es solo [matemática] 10 ^ {80 \ pm2} [/ matemática] y es difícil imaginar [matemática] \ infty [/ matemática]

De todos modos … la idea de Big Crunch dice que con el tiempo la gravedad superará la expansión y todo colapsará sobre sí mismo y presumiblemente el ciclo comenzaría nuevamente. Eso no se descarta, pero parece mucho menos probable porque la expansión se está acelerando.

El modelo Big Rip, mucho más reciente, dice que la expansión continuará acelerándose hasta que toda la materia en el universo se desgarre. Contrarresta intuitivamente el borde del universo visible cada vez más cerca hasta que el universo alcanza un estado de máxima entropía. En ese punto, todos los campos de energía universales están en sus estados fundamentales. No queda energía libre para hacer el trabajo. ¿Y que? ¿Sigue así para siempre?

Tal vez no. En la teoría cuántica de campos, está bien establecido que los estados fundamentales de los campos fundamentales no son necesariamente cero. Las fluctuaciones aleatorias en los campos de energía pueden producir pares de antipartículas que generalmente se aniquilan entre sí, pero pueden escapar. No es inverosímil pensar en un protouniverso que emerge como un rebote de estos campos (como en la teoría de Einstein-Cartan) en lugar de una singularidad del Big Bang, aunque eso es teóricamente más complejo.

La conclusión es que no sabemos con certeza todos los detalles de cómo comenzó el universo o cómo terminará. Solo sabemos lo que podemos ver ahora y tenemos modelos que explican algunas pero no todas esas características. Si puede encontrar la respuesta real, hay un brillante premio Nobel esperando.