¿CUÁL ES EL FUTURO DEL UNIVERSO? LA PARADOJA DE OLBERS Y LA MATERIA OSCURA

Los astrofísicos están seguros de que el universo comenzó su andadura, hace 13.800 millones de años, con el Bing Bang.
Y...¿Antes de eso? Pues esta es una pregunta que no tiene sentido.
¿Por qué? Imagina que estás delante de una casa que se construyó hace diez años.
¿Qué sentido tiene preguntar quién vivía en es casa hace veinte años?
Si la casa no existía hace veinte años, nadie podía vivir en ella. Pues si el universo comenzó hace 13.800 millones de años, simplemente, antes no había nada y punto.

Sería una pregunta tan inocua como preguntarte por lo que hacías antes de nacer.

Los científicos tienen claro de todo lo que pasó en el nacimiento del universo desde 10 elevado a la menos 43 segundos, por lo menos. Esa es una fracción pequeña, pero que muy, muy pequeña, de un segundo.

Pero...¿Hasta dónde va a llegar?¿Cómo será el final del universo?
Hasta no hace tanto tiempo había mucha gente (eruditos y no eruditos) que pensaban que el universo era eterno "hacia adelante" y "hacia atrás". Es decir que estaba ahí desde siempre y iba a durar para siempre.

Hasta que, en 1823, un astrónomo alemán, llamado Heinrich Olbers, planteó una paradoja (que lleva su nombre) que se llevó por delante la idea de la eternidad por lo menos hacia atrás.

El razonamiento de La Paradoja de Olbers es el siguiente: en La Vía Láctea (nuestra galaxia) hay, por lo menos, cien mil millones de estrellas (hay astrónomos que opinan que este número se puede multiplicar por cinco).
Y en el universo se tiene constancia de que existen, por lo menos, cien mil millones de galaxias (hay astrónomos que piensan que pueden ser ¡billones!), algunas muchísimo más grandes que la nuestra.

El resultado es que en el universo existen muchos billones de estrellas, tantas que miremos al punto del cielo que miremos, allí se encuentra, seguro, una estrella.
En esencia, lo que razonó Olbers fue que "las noches no deberían existir" porque, si el universo es eterno e inmutable, la luz de esas estrellas tenía que haber llegado a nosotros desde todos los puntos del firmamento y deberíamos de disfrutar de una bella luz nocturna ambiental irradiada desde todo el cielo.

Por supuesto eso no ocurre y puede ser por dos razones:
o bien porque el universo es finito hacia atrás y la luz de esas estrellas no han tenido el tiempo necesario hasta nosotros.
O bien porque el universo está creciendo a gran velocidad y esas estrellas están cada vez más lejos. Aunque según parece que las dos son ciertas.  

Según parece, el mundo científico considera actualmente que el futuro del universo está en manos de la materia y de la energía oscura.

Pero conviene aclarar una idea: los astrónomos han calculado la "densidad crítica" que, para entendernos, es la que decide el camino que va a seguir el universo y que es de "un miligramo por billón de Km3".
Es posible que esta cantidad de materia te parezca muy pequeña, pero...si tienes en cuenta el formidable tamaño que tiene el universo, estamos hablando de una proporción de masa inconmensurable.

Si la densidad real del universo está por encima "de la crítica" la gravedad ganará la partida y se contraerá hasta el punto de contraerse en una singularidad (Bing Crunch) y todo volvería a empezar con otro bing bang, aunque quizás con otras leyes físicas.

Si la densidad real es igual o parecida a la crítica, entonces el universo tenderá a expansionarse hasta cierto tamaño donde, con el paso del tiempo, se estacionaría.
Estaría expansionándose, durante un tiempo, porque  "el empuje" del bing bang, todavía persiste pero llegará un momento en el que la fuerza de esa primera explosión se difuminará y en ese punto el universo se convertiría en un mundo "estacionario".

Si la densidad real está por debajo de la crítica, entonces el universo se expandiera hasta su enfriamiento total y absoluto, lo que con el tiempo supondría su final.

Y...¿cuál es la densidad real del universo?
Pues según las últimas mediciones de los astrónomos, sin poder precisarla con exactitud, viene a ser muy parecida a la densidad crítica.

Sin embargo, algo falla. Sí, es cierto que el universo está en expansión, pero estudiando la explosiones de las "supernovas" (que pueden verse a distancias extra galácticas), los astrónomos han comprobado que lo está haciendo a una velocidad extraordinaria.
Por mucho que la densidad real sea muy parecida a la crítica, la velocidad de expansión no se está frenando, más bien todo lo contrario.

Es más, se da la circunstancia de que contra más alejados están los objetos, a más velocidad se alejan (Ley de Hubble).
Y los astrónomos están convencidos de que, con el tiempo, estos objetos se alejarán a una velocidad superior a la de la luz.                                                              

Y no vayas a pensar que esto incumple la Teoría de la Relatividad porque no se trtata de que haya objetos acelerando de cero a la velocidad de la luz, más bien se trata de que el universo se está hinchando como un globo separando las galaxias, entre sí, a una velocidad superior a la de la luz.

Y...¿Por qué ocurre esto? O...mejor dicho ¿Qué lo produce?
¿Has oído hablar de La Energía Oscura?
Pues parece que ella es a culpable de la expansión del universo.
Y...parece también que se encuentra repartida por todo el universo.
No obstante, aún no se ha dado con ella por lo tanto no se ha podido estudiar. De hecho "se ha detectado" por los efectos que produce y no por otra cosa.
Para entendernos, es como el asunto de "los agujeros negros", imposible verlos pero se detectan por los efectos gravitatorios que producen a su alrededor.

Pero si se sabe algo muy importante sobre ella y es que se mantiene proporcional al volumen que ocupa.
¿Qué quiere decir esto? 
Si presionamos un líquido o un gas y lo comprimimos, su volumen disminuye pero su energía aumenta porque almacena la que hemos empleado para comprimirlo.

La energía oscura funciona de otra forma, si se comprime pierde volumen y energía porque como hemos dicho mantiene la proporcionalidad con el volumen ocupado. 
A esto, en física, se le llama presión negativa (mientras que la de la energía ordinaria es positiva) y tiene un efecto directo: mientras que la energía ordinaria produce gravedad, la energía oscura produce antigravedad y es la responsable directa de la expansión "desbocada" del universo.

Sin embargo, las estrellas que están dentro de una galaxia cualquiera, no se van a separar porque las galaxias contienen una gran cantidad de materia y energía ordinaria que mantiene intacto su campo gravitatorio.

¿Qué consecuencias tiene todo esto para el futuro del universo?
Si las cosas no cambian y llega un momento en que se expansiona a una velocidad superior a la de la luz no podremos observar otras galaxias (como hacemos ahora)  porque la luz que proviene de ellas viaja "más lenta" que la velocidad a la que se alejan.
¡Y no hablemos de la posibilidad de viajar hasta ellas!¡Imposible!

En estas circunstancias, insisto si la naturaleza no nos trae más sorpresas, nuestra galaxia (la Vía Láctea) se convertirá en un universo isla y el resto de galaxias también.

Cada una de ellas se irá "enfriando" poco a poco a su ritmo particular en función de sus características (masa, energía y poco cósmico) y al final todo el universo será un espacio congelado y oscuro, posiblemente, incapaz de albergar vida.

Así podría ser el multi-universo

Pero...espera; se oyen algunas teorías, por ahí, que hablan de que nuestro universo "puede ser" una burbuja dentro de un multi-universo.
¿Será verdad?

EL TIEMPO Y LA VELOCIDAD DE LA LUZ

Se le llama la "paradoja de los gemelos". Uno de ellos viaja en una nave estelar a una velocidad cercana a la de la luz durante un tiempo y cuando vuelve encuentra a su gemelo mucho más envejecido que él.
Por supuesto esto no ha ocurrido nunca, pero según la Teoría de la Relatividad es exactamente lo que ocurriría si se produjera el citado viaje...¿por qué?
¿El tiempo transcurre más despacio cuando se viaja a la velocidad de la luz?

COMPRENDER Y ASUMIR
La Astrofísica es complicada y difícil de entender por sí misma, pero además presenta otro problema añadido.
Vivimos en un  laboratorio llamado "planeta Tierra", ese es nuestro sistema de referencia y tenemos interiorizado que todo lo que ocurre dentro de él es lo lógico y normal, así que nos cuesta mucho asumir "otras realidades" que ocurren en "otros laboratorios".
Pongamos un par de ejemplos: en la Luna, a plena luz del día y si se mira a su cielo, se ven las estrellas. Esto es así porque en nuestro satélite no tiene atmósfera, pero la idea básica es que se pueden ver las estrellas a plena luz del día y esto es algo muy difícil de interiorizar para alguien acostumbrado a la realidad de la Tierra.
Otro ejemplo: ¿que pensaríamos si alguien nos dice que en Venus un día dura más que un año?
En principio pensaríamos que es imposible, porque tenemos interiorizado la relación que hay entre un año y un día aquí, en la Tierra.
Pero claro si asumimos que Venus gira muy lentamente sobre su eje y muy rápidamente alrededor del Sol,  esa afirmación ya es comprensible.
Y... ¿A qué viene toda esta explicación? Pues a que vamos a tener que abrir mucho la mente para entender la siguiente entrada.

EL TIEMPO NO EXISTE
Admitir esta afirmación no es fácil. Tenemos interiozado que el tiempo transcurre por su cuenta aunque no estemos haciendo nada y esto no es cierto.
Lo que llamamos "Tiempo" no es otra cosa que la medición de eventos.
Horas, minutos y segundos son unidades de medición que ha inventado el hombre al igual que el resto de magnitudes del Sistema Métrico Decimal (kilogramos, metros, litros, etc.)
Desde el principio de los tiempos, el hombre ha tenido la necesidad de medir todos los eventos que ocurrían a su alrededor; el ciclo entre cosechas, la vida de una persona, lo que se tarda en ir de un lugar a otro, etc.
El buen funcionamiento de nuestras vidas depende, en gran medida, de que todos los eventos estén perfectamente medidos y racionalizados.
Pero el tiempo no es un "ente" con vida propia, el tiempo no es otra cosa que la duración de  los eventos.
Es muy importante asimilar este razonamiento, porque un mismo evento puede durar más o menos tiempo dependiendo del laboratorio o sistema de referencia en el que se produce, ya sea la Tierra, la Luna o un cohete espacial que viaja a una velocidad extraordinaria.
Esto es así porque cada laboratorio, cada sistema de referencia está sometido a movimientos diferentes. Nada está parado en el Universo y todos y cada uno de ellos tienen su propia realidad.

LA PARADOJA DEL TREN Y LA BALA
Podemos encontrarnos, incluso sin salir de la Tierra, con la paradoja de que un mismo evento dure más o menos tiempo en función de las condiciones en las que se desarrolla su sistema de referencia.
Veamos un ejemplo que a pesar de ser inusual y poco realista nos puede ayudar a comprender esta paradoja.
Imaginemos un vagón de tren diáfano y de 200 metros de largo. Imaginemos también, que en un extremo del vagón fijamos un fusil y en el otro, una diana.
El evento va a consistir en realizar un disparo desde el fusil a la diana (200 metros) y medir el tiempo que tarda en hacerlo con el tren parado primero y con el tren en marcha después.
Veremos como, con el vagón en marcha, la bala tarda más en viajar desde el fusil a la diana aunque la distancia sea la misma (200 metros). Es decir que el evento se ralentiza y dura más.
Realizamos el primer disparo, con el tren parado, y la bala tarda en llegar al blanco un tiempo "X". Repetimos el evento con el tren viajando a 200 Km/H  en la misma dirección que la bala y ... qué ocurre? Pues que mientras que la bala viaja desde el fusil al blanco el tren ha avanzado y la diana con él y esta tiene que desplazarse más metros para llegar a su objetivo. Es como si la diana estaría huyendo del proyectil.
El evento era el mismo, la distancia entre el fusil y la diana no ha cambiado y potencia de fuego tampoco. Si embargo el tiempo que ha durado el evento se ha alargado por el mero hecho de que el laboratorio en el que se ha realizado ha pasado de estar parado a ponerse en marcha.

UN RAYO DE LUZ EN EL ESPACIO
Vamos, ahora, a extrapolar el ejemplo a una supuesta nave espacial que viaja a una velocidad próxima a la de la luz.
Imaginemos que colocamos, en los extremos de las alas de nuestra nave, un generador de señales de luz y un espejo respectivamente.
En esta ocasión mediremos el tiempo que tarda el rayo en viajar desde el generador al espejo y volver, con la nave parada y viajando a una velocidad cercana a la de la luz, si es que ello fuera posible.
En el primer caso (con la nave parada) obtendremos de nuevo un tiempo "X" pero cuando viaja a una velocidad extraordinaria va a tardar mucho más aunque la distancia entre los dispositivos siga siendo la misma.
En el tiempo que tarda en viajar el rayo de luz desde el generador de señales hasta el espejo, este se habrá desplazado, en el sentido de la marcha, una distancia igual a la que recorrido el citado rayo.
En este caso el rayo trazará una línea oblicua en su desplazamiento y tardará mucho más tiempo en realizarlo.
De nuevo se repite "el efecto retardo" que observamos en el vagón pero al ser la velocidad de la nave muy superior al del tren el evento se alargará muchísimo más.
Todo, absolutamente todo, lo que viaje en la nave espacial va a sufrir ese mismo "efecto retardo". Los relojes, los impulsos nerviosos de la personas que viajan en ella, la velocidad a la que la sangre se desplaza por sus venas, todo los eventos que se produzcan en la nave, de una forma u otra se van a dilatar en el tiempo.
Cuando el gemelo vuelva de su viaje espacial encontrará a su hermano mucho más envejecido que él porque el tiempo ha pasado mucho más lento dentro de la nave, o mejor dicho los eventos han durado mucho más, pero él no será consciente de ello hasta que no vea a su hermano.