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Una animación del comportamiento esperado de un Big Crunch.
Parte de una serie sobre
Cosmología física
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El Big Crunch es un escenario hipotético para el destino final del universo , en el que la expansión del universo finalmente se invierte y el universo vuelve a colapsar, lo que finalmente hace que el factor de escala cósmico llegue a cero, un evento potencialmente seguido por una reforma del universo que comienza. con otro Big Bang . La gran mayoría de la evidencia indica que esta teoría no es correcta. En cambio, las observaciones astronómicas muestran que la expansión del universo se está acelerando , en lugar de ser ralentizada por la gravedad , lo que sugiere que es mucho más probable que el universo termine en muerte por calor o un Big Rip .[1] [2] [3]

Resumen

El escenario del Big Crunch planteó la hipótesis de que la densidad de la materia en todo el universo es lo suficientemente alta como para que la atracción gravitacional supere la expansión que comenzó con el Big Bang. La cosmología FLRW puede predecir si la expansión eventualmente se detendrá en función de la densidad de energía promedio , el parámetro de Hubble y la constante cosmológica . Si la expansión métrica se detuvo, la contracción seguirá inevitablemente, acelerándose a medida que pasa el tiempo y terminando el universo en una especie de colapso gravitacional .

Una teoría más específica llamada " Big Bounce " propone que el universo podría colapsar al estado donde comenzó y luego iniciar otro Big Bang, por lo que de esta manera el universo duraría para siempre, pero pasaría por fases de expansión (Big Bang) y contracción (Big Crunch). [4]

La evidencia experimental a fines de la década de 1990 y principios de la de 2000 (a saber, la observación de supernovas distantes como velas estándar y el mapeo bien resuelto del fondo cósmico de microondas ) [5] llevó a la conclusión de que la expansión del universo no está siendo frenada por gravedad, pero en cambio está acelerando . El Premio Nobel de Física 2011 se otorgó a los investigadores que contribuyeron a realizar este descubrimiento. [1]

El físico Roger Penrose avanzó una teoría basada en la relatividad general llamada cosmología cíclica conforme en la que el universo se expande hasta que toda la materia se desintegra y se convierte en luz. Dado que nada en el universo tendría una escala de tiempo o distancia asociada con él, se vuelve idéntico al Big Bang (lo que resulta en un tipo de Big Crunch que se convierte en el próximo Big Bang, comenzando así el siguiente ciclo). [6] Penrose y Gurzadyan sugirieron que potencialmente se podrían encontrar firmas de cosmología cíclica conforme en el fondo cósmico de microondas ; a 2020, no se han detectado. [7]

Efectos

Paul Davies consideró un escenario en el que el Big Crunch ocurre unos 100 mil millones de años después del presente. En su modelo, el universo en contracción evolucionaría aproximadamente como la fase de expansión a la inversa. Primero, los cúmulos de galaxias , y luego las galaxias, se fusionarían, y la temperatura del fondo cósmico de microondas (CMB) comenzaría a aumentar a medida que los fotones de CMB se desplazaran hacia el azul . Las estrellas eventualmente se acercarían tanto que comenzarían a chocar entre sí. Una vez que el CMB se calienta más que las estrellas de tipo M (unos 500.000 años antes del Big Crunch en el modelo de Davies), ya no podrían irradiar su calor y se cocinarían hasta evaporarse; esto continúa por estrellas sucesivamente más calientes hastaLas estrellas de tipo O hierven unos 100.000 años antes del Big Crunch. En los últimos minutos, la temperatura del universo sería tan alta que los átomos y los núcleos atómicos se romperían y serían absorbidos por agujeros negros que ya se fusionaban . En el momento del Big Crunch, toda la materia del universo sería aplastada en una singularidad infinitamente caliente e infinitamente densa similar al Big Bang . [8] El Big Crunch puede ser seguido por otro Big Bang, creando un nuevo universo.

Ver también

  • Flecha del tiempo  : concepto en física de que el tiempo es asimétrico (fluye en una dirección)
  • Paradoja de Bentley: paradoja  cosmológica que involucra la gravedad
  • Cronología del universo  - Historia y futuro del universo
  • Modelo cíclico
  • Entropía (flecha del tiempo)
  • Retorno eterno  : concepto de que el universo y toda la existencia es perpetuamente recurrente
  • Cronología de las épocas cosmológicas
  • Cronología del futuro lejano  : proyecciones científicas sobre el futuro lejano

Referencias

  1. ^ a b "El Premio Nobel de Física 2011" . NobelPrize.org . Consultado el 27 de septiembre de 2020 .
  2. ^ Falk, Dan. "Este cosmólogo sabe cómo todo va a terminar" . Revista Quanta . Consultado el 27 de septiembre de 2020 .
  3. ^ Perlmutter, Saul (abril de 2003). "Supernovas, energía oscura y el universo en aceleración". La física hoy . 56 (4): 53–60. Código Bibliográfico : 2003PhT .... 56d..53P . doi : 10.1063 / 1.1580050 . ISSN 0031-9228 . 
  4. ^ "Jennifer Bergman, The Big Crunch , Ventanas al Universo (2003)" . Archivado desde el original el 16 de marzo de 2010 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
  5. ^ Wang, Yun; Kratochvil, Jan Michael; Linde, Andrei; Shmakova, Marina (2004). "Restricciones de observación actuales en el día del juicio final cósmico". Revista de cosmología y física de astropartículas . 2004 (12): 006. arXiv : astro-ph / 0409264 . Código Bibliográfico : 2004JCAP ... 12..006W . doi : 10.1088 / 1475-7516 / 2004/12/006 . S2CID 56436935 . 
  6. ^ Penrose, Roger. "Ciclos del tiempo: una nueva visión extraordinaria del universo [tapa dura]". (2011).
  7. ^ Jow, Dylan L .; Scott, Douglas (9 de marzo de 2020). "Reevaluación de la evidencia de los puntos de Hawking en el CMB" . Revista de cosmología y física de astropartículas . 2020 (3): 021. arXiv : 1909.09672 . Código bibliográfico : 2020JCAP ... 03..021J . doi : 10.1088 / 1475-7516 / 2020/03/021 . ISSN 1475-7516 . S2CID 202719103 .  
  8. ^ Davies, Paul (1997). Los últimos tres minutos: conjeturas sobre el destino final del universo . Libros básicos . ISBN 978-0-465-03851-0.