Teoría del Big Crunch

Animación GIF simulando el Big Crunch

En cosmología, la Gran Implosión^[1] (también conocida como Gran Colapso o directamente mediante el término inglés Big Crunch) es una de las teorías que se barajaban en el siglo XX sobre el destino último del universo, hoy descartada a favor de un modelo de universo en expansión permanente.^[1]

La teoría de la Gran Implosión propone un universo cerrado. Según esta teoría, si el universo tiene una densidad crítica superior a 3 átomos por metro cúbico, la expansión del universo, producida en teoría por la Gran Explosión (o Big Bang) irá frenándose poco a poco hasta que finalmente comiencen nuevamente a acercarse todos los elementos que conforman el universo, volviendo al punto original en el que todo el universo se comprimirá y condensará destruyendo toda la materia en un único punto de energía como el anterior a la Teoría de la Gran Explosión.

El momento en el cual acabaría por pararse la expansión del universo y empezaría la contracción depende de la densidad crítica del Universo; obviamente, a mayor densidad mayor rapidez de frenado y contracción -y a menor densidad, más tiempo para que se desarrollaran eventos que se prevé tendrían lugar en un universo en expansión perpetua-.

Fase de contracción

La fase de contracción y los procesos físicos que tendrían lugar en ella serían casi simétricos a la fase de expansión. En primer lugar, debido a la finitud de la velocidad de la luz, los astrónomos tardarían en ver cómo el desplazamiento al rojo de las galaxias distantes va desapareciendo primero de las más cercanas y finalmente de las más alejadas y se convierte en todas ellas en un desplazamiento al azul. La temperatura de la radiación cósmica empezaría a aumentar y llegaría un momento en el que sería idéntica a la actual, cuando el universo tuviera el mismo tamaño que hoy -aunque su evolución habría proseguido con el tiempo y no sería un universo cómo el actual, sino en el mejor de los casos un universo menos rico en estrellas y más abundante en cadáveres estelares-.

Esta fase de contracción seguiría inexorablemente, y con ella el aumento de la temperatura de dicha radiación. Llegaría un momento en que todas las galaxias se fundieran en una -aunque los choques entre estrellas serían aún raros-. Mientras, la temperatura del fondo de radiación iría subiendo y empezaría a poner en peligro la supervivencia de las formas de vida que existieran por entonces, en un principio las que vivieran en planetas de tipo terrestre. En un momento dado, dicha temperatura sería de 300 Kelvin, impidiendo a los planetas antes mencionados deshacerse del calor acumulado y acabando por hacerse inhabitables (un auténtico efecto invernadero a escala universal). Más adelante, y con una contracción cada vez más acelerada -y junto a ella un aumento desbocado de la temperatura de la radiación cósmica- el universo se convertiría en un lugar infernal e inhabitable -al menos para seres cómo nosotros y sin ayuda tecnológica- con temperaturas de miles de grados debido a una radiación cósmica a ésa temperatura y a colisiones entre estrellas al disponer éstas de cada vez menos espacio.

Al parecer, las estrellas serían en su mayoría destruidas no por colisiones entre ellas sino por el aumento de temperatura del universo. Éste llegaría a estar tan caliente que las estrellas no podrían deshacerse del calor acumulado en su interior y pasarían a absorberlo del exterior (cociéndose en cierto modo), hasta acabar por estallar. Tras ello, sólo quedarían agujeros negros (el principal hecho que diferenciaría la fase de contracción de la de expansión) y un plasma cada vez más caliente (muy distinto al existente tras el nacimiento del universo debido a que procedería de estructuras ya desaparecidas, por lo cual mostraría una gran asimetría en la densidad que presentara en diferentes puntos) en el que el aumento de temperatura destruiría primero los átomos y luego las propias partículas elementales, sólo dejando quarks. a la vez que los agujeros negros empezaban a fusionarse entre sí y a absorber materia hasta dar lugar a un único "super" agujero negro que significaría el fin del espacio, del tiempo, y de todo; del mismo modo que no tiene sentido preguntarse qué había "antes" de la Gran Explosión, tampoco puede preguntarse que habría "después" del Gran Crujido.

El Big Bounce

Según esta teoría, tras la Gran Implosión podría tener lugar una nueva Gran Explosión; e incluso este universo podría proceder de un universo anterior que también se comprimió en su Gran Implosión. Si esto hubiera ocurrido repetidas veces, nos encontraríamos ante un universo oscilatorio; donde cada universo termina con una Gran Implosión y da lugar a un nuevo universo con una gran Explosión. Sin embargo, no sólo no se conoce qué podría provocar tal rebote sino que la teoría de un universo oscilante entra en contradicción con la segunda ley de la termodinámica; a menos que en cada ciclo se produjera una destrucción y reinicio totales del universo, con la desaparición de las leyes físicas existentes y la aparición de nuevas leyes físicas, y/o la entropía se "rebobinara" durante la fase de contracción (por ejemplo, se ha sugerido que el tiempo iría al revés durante ésta fase), no sólo la cantidad de agujeros negros iría aumentando en cada ciclo sino que la radiación existente en el universo aumentaría a costa de la materia -debido a las reacciones de fusión nuclear producidas en el interior de las estrellas, en las que parte de la materia que compone los átomos que se fusionan se transforma en energía-, con el resultado de que los "rebotes" serían cada vez más largos hasta llegar a un escenario no demasiado diferente de la expansión indefinida; todo ello tendría cómo consecuencia que debería haber habido un número finito de ciclos antes del actual. Además, el reciente descubrimiento de la energía oscura ha provocado que muchos cosmólogos abandonen la teoría de este universo oscilante y junto con otros descubrimientos, también la de que el universo sea cerrado, aunque al no conocerse bien la naturaleza de la energía oscura aún no puede descartarse por completo un colapso futuro.

En la actualidad, esta teoría es considerada obsoleta por algunos científicos, dado que la NASA ha conseguido datos que podrían apoyar la Teoría de la expansión continuada del Universo (Big Rip o Big Freeze).

Vida en un universo en contracción

Del mismo modo que se ha especulado con las posibles formas de vida existentes en un universo en expansión eterna, también se ha hecho lo mismo con las existentes en los momentos finales de un universo en contracción (durante los estados iniciales de dicha contracción, así cómo incluso ya avanzada ésta y gracias a la tecnología que pudieran desarrollar para adaptarse a las condiciones existentes por entonces, dichos seres vivos no serían muy distintos a nosotros -al menos en el sentido de estar basados en el carbono y basar su metabolismo en reacciones químicas-), y como en el primer caso, dichas formas de vida serían radicalmente distintas a nosotros. A diferencia del escenario de la expansión eterna, el problema aquí no es la falta de energía sino su exceso. De acuerdo con John Barrow y Frank Tipler, que han estudiado en detalle lo que ocurriría en las fases finales de un universo en contracción, un hipotético ser que existiera en ésas condiciones tan extremas tendría una tasa metabólica muy acelerada y por tanto una tasa de procesado de la información (es decir, una velocidad de pensamiento) también muy elevada, que al ir aumentando la temperatura iría aumentando (todo ello siempre y cuando pudiera deshacerse del calor producido por sus procesos metabólicos). Ello tendría cómo consecuencia que el tiempo subjetivo (el tiempo desde la perspectiva de tal ser) se alargaría considerablemente, de modo que mientras para un observador externo (que no podría existir) parecería que el universo se colapsaba en una fracción de segundo, para dicho ser podría tardar en ocurrir mucho tiempo, incluso en algunos casos que jamás ocurriría bajo la condición que el colapso del universo no fuera homogéneo, sino cómo parece más probable desigual (es decir, que la velocidad de contracción fuera distinta y variara).

Con tal capacidad de procesamiento de la información, tal "superser" no sólo sería capaz de pensar sobre él mismo y sobre el universo que le rodeara, sino que a la vez podría crear auténticos universos imaginarios; en el caso más optimista -de un tiempo subjetivo infinito-, tales pensamientos (y universos creados) también serían infinitos. Sin embargo, éste último caso depende de modelos que quizás no se cumplieran en las condiciones del colapso y no tienen en cuenta los efectos cuánticos, que seguramente prevalecerían sobre los gravitatorios en las últimas etapas de éste. Asimismo, Freeman Dyson ha argumentado que en un universo en contracción la temperatura aumentaría tanto y con tal rapidez que tal ser sería incapaz de deshacerse del calor desprendido por sus procesos metabólicos, con el resultado de que dichos procesos se detendrían y el ser acabaría por morir.

Véase también

• Big Bang
• Big Bounce
• Big Freeze
• Big Rip
• Aceleración de la expansión del Universo
• Cronología del Universo hasta el hombre
• Destino último del Universo

Referencias

• Current Observational Constraints on Cosmic Doomsday (archivo PDF. En inglés)
• Universo Sin Fin. Cayetano López. Ediciones Taurus, 1999. ISBN 978-84-306-0366-4
• Los Últimos Tres Minutos del Universo. Conjeturas acerca del destino final del Universo. Paul Davies. Editorial Debate, 2001. ISBN 978-84-8306-444-3
• La Melodía Secreta... y el Hombre Creó el Universo. Trinh Xuan Thuan. Biblioteca Buridán. ISBN 84-96831-20-5.