Teorías sobre el fin del universo.
Gran congelación o muerte por calor :
El Big Freeze es un escenario bajo el cual la expansión continua da como resultado un universo que se aproxima asintóticamente a la temperatura cero absoluta. Podría, en ausencia de energía oscura, ocurrir solo bajo una geometría plana o hiperbólica. Con una constante cosmológica positiva, también podría ocurrir en un universo cerrado. En este escenario, se espera que las estrellas se formen normalmente durante 1012 a 1014 (1-100 billones) de años, pero eventualmente el suministro de gas necesario para la formación de estrellas se agotará. A medida que las estrellas existentes se queden sin combustible y dejen de brillar, el Universo se volverá más oscuro de manera lenta e inexorable. Eventualmente, los agujeros negros dominarán el Universo, que desaparecerán con el tiempo a medida que emitan radiación de Hawking. Un escenario relacionado es la muerte por calor, que establece que el Universo pasa a un estado de máxima entropía en el que todo se distribuye de manera uniforme, y no hay gradientes, que son necesarios para mantener el procesamiento de la información, una de las cuales es la vida. El escenario de muerte por calor es compatible con cualquiera de los tres modelos espaciales, pero requiere que el Universo alcance un mínimo de temperatura eventual. Las fluctuaciones cuánticas aleatorias o la tunelización cuántica pueden producir otro Big Bang en (10) ^ (10) ^ 56 años.
Gran rasgadura :
En el caso especial de la energía oscura fantasma, que tiene incluso más presión negativa que una constante cosmológica simple, la densidad de la energía oscura aumenta con el tiempo, lo que hace que aumente la tasa de aceleración, lo que lleva a un aumento constante de la constante de Hubble. Como resultado, todos los objetos materiales en el Universo, comenzando con las galaxias y eventualmente (en un tiempo finito) todas las formas, sin importar cuán pequeñas, se desintegrarán en partículas elementales y radiación no unidas, desgarradas por la fuerza de energía fantasma y disparadas aparte de El uno al otro. El estado final del Universo es una singularidad, ya que la densidad de energía oscura y la tasa de expansión se vuelven infinitas.
Gran crujido :
La hipótesis de Big Crunch es una visión simétrica del destino final del Universo. Justo cuando el Big Bang comenzó una expansión cosmológica, esta teoría supone que la densidad promedio del Universo es suficiente para detener su expansión y comenzar a contraerse. El resultado final es desconocido; una estimación simple haría que toda la materia y el espacio-tiempo en el Universo colapsen en una singularidad adimensional, pero a estas escalas se deben considerar efectos cuánticos desconocidos (ver Gravedad cuántica).
Este escenario permite que el Big Bang sea inmediatamente después del Big Crunch de un universo anterior. Si esto ocurre repetidamente, tenemos un modelo cíclico que también se conoce como universo oscilatorio. El Universo podría consistir en una secuencia infinita de universos finitos, cada universo finito termina con un Big Crunch que también es el Big Bang del próximo universo. Teóricamente, el universo cíclico no podría conciliarse con la segunda ley de la termodinámica: la entropía se acumularía de una oscilación a otra y causaría la muerte por calor. La evidencia actual también indica que el Universo no está cerrado. Esto ha provocado que los cosmólogos abandonen el modelo de universo oscilante. El modelo cíclico adopta una idea similar, pero esta idea evade la muerte por calor, debido a una expansión de las branas (Membranas – Teoría M) que diluye la entropía acumulada en el ciclo anterior.
- ¿Cómo se puede probar analíticamente que nuestro universo se está expandiendo?
- Si el universo retrocediera al principio y las leyes de la naturaleza fueran las mismas, ¿sucedería todo exactamente de la misma manera?
- Dado que toda la materia se mueve de acuerdo con ciertas leyes, ¿significa teóricamente que el futuro del universo, incluyendo todo en él, es predecible?
- El universo se está expandiendo, pero ¿están cambiando las constantes universales junto con él?
- ¿Cuál tiene mayor entropía, una nube de gas interestelar ampliamente dispersa o la misma nube de gas cuando se derrumba en una estrella?
Gran rebote :
El Big Bounce es un modelo científico teorizado relacionado con el comienzo del universo conocido. Deriva del universo oscilatorio o de la interpretación cíclica de repetición del Big Bang, donde el primer evento cosmológico fue el resultado del colapso de un universo anterior.
Según una versión de la teoría de la cosmología del Big Bang, al principio el Universo tenía una densidad infinita. Tal descripción parece estar en desacuerdo con todo lo demás en física, y especialmente la mecánica cuántica y su principio de incertidumbre. Por lo tanto, no es sorprendente que la mecánica cuántica haya dado lugar a una versión alternativa de la teoría del Big Bang. Además, si el Universo está cerrado, esta teoría predeciría que una vez que este universo se derrumbe, generará otro universo en un evento similar al Big Bang después de que se alcance una singularidad universal o una fuerza cuántica repulsiva cause una nueva expansión.
En términos simples, esta teoría afirma que el Universo repetirá continuamente el ciclo de un Big Bang, seguido de un Big Crunch.
Multiverso – sin final completo :
Una hipótesis del multiverso afirma que nuestro universo observable es simplemente uno entre un número infinito de regiones en expansión del espacio “normal” dentro de un volumen mayor de espacio inflacionario.
Durante el universo temprano, ocurrió un período de inflación cósmica, donde el espacio se expandió muy rápidamente (en un estado de falso vacío dominado por un “campo inflacionario”). El modelo convencional de inflación cósmica supone que todo el universo cambia de estado inflacionario a no inflacionario al mismo tiempo. El modelo de inflación eterna, por el contrario, supone que diferentes partes del Universo sufren decadencia de vacío de estados inflacionarios a no inflacionarios en diferentes momentos. El resultado final es producir muchas regiones del espacio normal rodeadas de regiones todavía en expansión del espacio inflacionario donde el vacío aún no ha decaído.
Estas regiones del espacio normal no pueden contactarse entre sí, por lo que cada una puede considerarse universos separados. Si bien cualquier universo determinado finalmente alcanza la muerte por calor, siempre hay otras regiones que no lo han hecho, y se producen nuevos universos dentro del volumen inflacionario, por lo que el multiverso en su conjunto nunca termina.
Falso vacío :
Si el vacío no está en su estado de energía más bajo (un vacío falso), podría entrar en un estado de energía más bajo. Esto se denomina evento de metaestabilidad del vacío. Esto tiene el potencial de alterar fundamentalmente nuestro universo; En escenarios más audaces, incluso las diversas constantes físicas podrían tener valores diferentes, afectando gravemente los fundamentos de la materia, la energía y el espacio-tiempo. También es posible que todas las estructuras se destruyan instantáneamente, sin previo aviso. Los estudios de una partícula similar al bosón de Higgs respaldan la teoría de un falso colapso del vacío en miles de millones de años a partir de ahora.
Según la interpretación de la mecánica cuántica de muchos mundos, el Universo no terminará de esta manera. En cambio, cada vez que ocurre un evento cuántico que hace que el Universo decaiga de un falso vacío a un verdadero estado de vacío, el Universo se divide en varios mundos nuevos. En algunos de los mundos nuevos, el universo decae; en algunos otros, el universo continúa como antes.
Incertidumbre cósmica :
Cada posibilidad descrita hasta ahora se basa en una forma muy simple para la ecuación de estado de energía oscura. Pero como el nombre debe implicar, actualmente se sabe muy poco sobre la física real de la energía oscura. Si la teoría de la inflación es cierta, el Universo atravesó un episodio dominado por una forma diferente de energía oscura en los primeros momentos del Big Bang; pero la inflación terminó, lo que indica una ecuación de estado mucho más complicada que las supuestas hasta ahora para la energía oscura actual. Es posible que la ecuación de estado de energía oscura cambie nuevamente, lo que resultaría en un evento que tendría consecuencias extremadamente difíciles de predecir o parametrizar. Como la energía oscura y la materia oscura siguen siendo enigmáticas, o incluso hipotéticas, las posibilidades que las rodean son actualmente desconocidas.
