¿Cómo terminará el universo? En este momento, los cosmólogos tienen dos escenarios igualmente angustiantes planeados para el destino a largo plazo del Universo. Por otro lado, la expansión del Universo podría continuar indefinidamente gracias a la aceleración de la energía oscura. Nos enfrentaríamos a un futuro frío y solitario a medida que otras galaxias se desvanecen en la distancia. Mi invitado de hoy es Eric Linder, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, y propone experimentos que podrían ayudarnos a saber cuál de estos dos destinos nos espera.
Escuche la entrevista: El destino del universo (6.2 MB)
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Fraser Cain: ¿Puedes exponer los dos destinos que pueden esperar a nuestro Universo?
Eric Linder: Bueno, nuestra imagen de cuál es el destino del Universo realmente ha cambiado drásticamente en los últimos 5-10 años. Solíamos pensar que era bastante simple, era solo una cuestión de cuánto contenido había en el Universo, cuánta materia había. Si hubiera suficiente materia, entonces la atracción gravitacional haría que el Universo se desacelerara en su expansión actual, y que básicamente volviera a colapsar y tendríamos lo que algunas personas llaman Big Crunch para terminar con nuestro Universo. Y si no hubiera suficiente materia, no habría suficiente gravedad para desacelerar la expansión actual y se difundiría cada vez más, un lugar más frío y solitario para vivir. En 1998, estos dos grupos de científicos descubrieron un ocurrencia extraña de que la expansión del Universo no se estaba desacelerando dramáticamente o incluso gradualmente, bajo la gravedad de la materia en el Universo, sino que se estaba acelerando. Se estaba acelerando. Algo así como si lanzaras una pelota de béisbol al aire, sabes que eventualmente se ralentizará, alcanzará un pico y, por lo general, volverá a la Tierra. Si lo lanzas lo suficientemente fuerte, se pondrá en órbita. Pero aquí el Universo lanzó una pelota de béisbol al aire, y ahora ese béisbol se está alejando cada vez más rápido. Así que esto ha desconcertado completamente a los científicos, y fue completamente contrario a lo que esperábamos. Bajo esta nueva imagen, el destino del Universo parece ser que simplemente se expandirá por siempre y para siempre, se volverá más frío, más difuso, los átomos se extenderán cada vez más, la distancia entre las galaxias aumentará. Y tendremos este destino del Universo que a veces se llama la "Muerte de calor", donde todo se vuelve muy frío e inmóvil y aislado el uno del otro.
Pero depende de lo que esté causando esta aceleración. Ese es el gran misterio. Es posible que la física que nos da esta aceleración desaparezca repentinamente, en cuyo caso volveremos a la imagen anterior en la que el Universo podría colapsar. O podría hacer algo completamente extraño y no lo sabemos. Entonces, esta es una gran pregunta que queremos descubrir. Cuál es el destino del Universo, pero tratando de averiguar cuál es la física en esta aceleración.
Fraser: ¿Por qué esa pregunta no ha sido respondida hasta ahora? ¿No hemos visto suficientemente bien las supernovas?
Linder: Correcto, como dije, la aceleración de esta expansión solo se descubrió en 1998. Y la gente no ha estado sentada en sus manos, han estado tratando de responder esta pregunta con mucha pasión. Al obtener más supernovas, podemos usar estas estrellas explosivas como fuegos artificiales en el Universo. Si sabemos que los fuegos artificiales siempre se disparan con la misma energía, con el mismo brillo, podemos decir qué tan lejos están por lo brillantes que nos parecen hoy. Y entonces necesitamos más de estas supernovas, y necesitamos más y más distantes, para poder mapear la historia del Universo; La expansión del Universo durante un período de tiempo mayor. Y la gente lo está haciendo gradualmente. Hay algunos proyectos muy grandes en marcha con telescopios en el suelo que intentan obtener lo que eran solo decenas de supernovas, ahora estamos tratando de obtener cientos de supernovas. Pero eventualmente, para responder realmente estas preguntas fundamentales, necesitaremos miles de supernovas a grandes distancias. Para conseguir eso, vamos a necesitar observaciones desde el espacio, por lo que actualmente tenemos un telescopio espacial, el telescopio espacial Hubble, que es adecuado para este tipo de observaciones, y está haciendo un gran trabajo. Está viendo las supernovas más distantes que hemos descubierto hasta ahora; unos 10 mil millones de años en la historia del espacio, pero solo puede verlos uno por uno. Entonces, lo que los científicos han propuesto es que construyamos un nuevo observatorio espacial, un nuevo telescopio en el espacio, llamado SNAP (Sonda de Aceleración de Supernova), y esto será capaz de obtener miles de supernovas de manera muy eficiente, muy rápida, viéndolas extremadamente débiles y extremadamente profundo Y esto realmente ha captado la imaginación de la comunidad científica. Ha habido una serie de recomendaciones de la Academia Nacional de Ciencias, de varias organizaciones profesionales, que algún tipo de observatorio espacial como este descubrirá: ¿qué es esta física misteriosa que causa esta aceleración completamente inusual que actúa en oposición a la gravedad? Entonces, hay casi una versión repulsiva de la gravedad que realmente reescribirá todos los libros de texto de física. Por lo tanto, mucha gente piensa que realmente necesitamos avanzar con estas observaciones, observaciones más precisas y muchas más observaciones, como usted mencionó. Solo necesitamos mejorar los datos que ya tenemos, y la tecnología es lo suficientemente buena como para que podamos salir y hacer esto. Solo requiere que nos sentemos y construyamos la cosa, y lancemos e intentemos encontrar estas respuestas.
Fraser: Ahora he escuchado algunas sugerencias sobre lo que podría ser esta energía oscura. ¿Qué tipo de cosas estarías buscando en tus observaciones que tal vez podrían corresponder con algunas de esas teorías que se han presentado?
Linder: Entonces el abuelo de todos los conceptos de energía oscura fue presentado por Albert Einstein en 1917, lo que llamó la constante cosmológica. Y no estaba de acuerdo con las observaciones en ese momento, por lo que se retiró por un tiempo. Y cada pocas décadas, los científicos lo volvieron a decir, bueno, tal vez eso podría explicar algunas otras observaciones que hemos hecho. Y luego vuelve a la jubilación porque realmente no encaja. Pero ahora parece que este podría ser su momento, para recuperar este concepto de 90 años de Einstein, porque puede acelerar esta expansión del Universo. Es una imagen muy simple de cómo podría obtener esta aceleración, pero no resuelve todo. Hay algunos aspectos realmente muy desconcertantes. Lo que pensaría si hiciera algunos cálculos ingenuos es que debería acelerar el Universo, pero debería haber comenzado a acelerar el Universo desde el primer instante de tiempo, y no tendríamos el Universo que vemos hoy si eso sucediera . De hecho, no habríamos podido obtener estrellas y galaxias y la estructura que vemos en el Universo. Y, por alguna razón, tiene que ser mucho más débil de lo que pensamos que es su valor natural. Por lo tanto, es posible que sea la respuesta, pero no entendemos por qué es tan débil, en relación con lo que creemos que debería ser. Para evitar eso, la gente tiene estas otras ideas, esta idea de quintaesencia, o una quinta sustancia para el Universo donde actúa como la constante cosmológica, pero varía en el tiempo, por lo que puede comenzar muy débil y ahora hoy Puede estar dominando la expansión del Universo. Y esa es una idea atractiva, pero nadie tiene una idea básica y básica de cómo hacer que funcione exactamente. En este momento es un concepto, pero los detalles no se han resuelto sobre cómo surge de la física. Entonces, esa es otra cosa en la que podemos estar muy interesados. Otra posibilidad es la forma en que hemos estado analizando los datos, diciendo, bueno, la gravedad es una fuerza atractiva, dada por la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Tal vez algo se rompe allí abajo. Quizás lo que estamos viendo es un colapso en la teoría de la gravedad tal como la entendemos. Las personas han ideado ideas que implican dimensiones adicionales, por ejemplo. En lugar de solo tres dimensiones en el espacio, puede haber unas pocas dimensiones adicionales en el espacio, y esa gravedad se está filtrando gradualmente a esta dimensión adicional en el espacio y eso la está debilitando y actuará en oposición a la gravedad y nos dará aceleración . Entonces, tenemos todas estas posibilidades increíblemente emocionantes de cómo la física podría cambiar y no sabemos cuáles son. Entonces, lo que necesitamos son estas observaciones muy detalladas de mapeo de la expansión del Universo, por ejemplo, a través de las supernovas, estas estrellas explosivas, y también hay otros métodos, para realmente tratar de decidir, ¿cómo vamos a reescribir los libros de texto de física? ; en qué dirección necesitamos comenzar a borrar cosas y escribir cosas nuevas. Por lo tanto, es increíblemente emocionante para los científicos que tienen acertijos como estos.
Fraser: ¿Cuándo se planean el lanzamiento de estas misiones? ¿Cuándo deberían estar operativos?
Linder: Entonces, la NASA y el Departamento de Energía de los Estados Unidos acordaron trabajar juntos para poner una misión en órbita. El nombre general de la misma se llama Misión Conjunta de Energía Oscura. Y actualmente hay estudios en curso sobre cómo diseñar un telescopio espacial de este tipo. Y esperamos que si suficiente público muestra un gran interés, y las sociedades profesionales, como las Academias Nacionales de Ciencias, que recomendaron tal misión. Si continúan apoyando esto, entonces esperamos que podamos avanzar y lanzarlo dentro de unos 6-7 años. Por lo tanto, es muy posible que los estudiantes en la escuela ahora sepan las respuestas a las cosas en 6-7 años y que actualmente ningún científico profesional tenga la menor idea de cuál es la respuesta. Por lo tanto, siempre es muy emocionante poder decirle a los estudiantes y poder decirle al público: vas a saber cosas de 6 a 7 años a partir de ahora que no tenemos idea de cuál es la respuesta ahora. Serás más inteligente en 6 o 7 años de lo que somos ahora. Así que es realmente un esfuerzo emocionante estar en el medio.
Fraser: Y si te salieras con la tuya, ¿sería una muerte ardiente o una muerte fría y helada?
Linder: Creo que lo principal que me gustaría es que esté lejos. Entonces, sabemos que los fines del Universo no van a ser por al menos 10 billones de años, aproximadamente el tiempo que ya hemos tenido en el Universo, por lo que no es nada de lo que tengamos que preocuparnos de la noche a la mañana, pero yo No sé cuál sería la mejor solución. Se podría argumentar que algo así como un vuelco de la Teoría de la gravedad de Einstein y solo un marco completamente nuevo de física y un nuevo territorio para explorar. Ese podría ser el resultado más emocionante en el que podría surgir todo tipo de posibilidades diferentes. Pero, como aluden, el destino del Universo que realmente atrapa nuestra imaginación, de todos, desde los científicos hasta los niños en edad escolar.
