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jueves, 23 de diciembre de 2010

EL FIN DEL UNIVERSO

Una de las curiosidades fundamentales de la humanidad es la situación del final.
Para los que quieren algunos consejos acerca de cómo van a ser las cosas al final o al menos como podrían terminar-Chris Impey ofrece algunas ideas en el acertadamente titulado libro
"How It Ends".

Impey, profesor de astronomía en la Universidad de Arizona, tiene un enfoque en su libro, empezando por cómo termina una vida humana hasta el final del universo (y la posible existencia de multiversos, no sea que uno piense que el fin del universo es el desenlace final). Mientras la experiencia profesional del Dr.Impey es la astronomía, su libro cubre un terreno mucho más amplio: la primera mitad del libro, de hecho, se centra principalmente en temas como la biología, la geología, e incluso la ciencia actuarial, y sólo en la segunda mitad, habla de la Tierra en el sistema solar, la galaxia y el universo, nos entramos en el reino de la ciencia planetaria, la astronomía y cosmología.

Uno de los temas recurrentes de How It Ends es que no sabemos las respuestas a cómo la mayoría de temas abordados en el libro terminan. A veces es debido a la falta de conocimiento sobre nuestro lugar en el universo: por ejemplo, hace 15 años la idea de que el universo se estaba expandiendo a un ritmo acelerado estaba en duda, y ahora es ampliamente aceptada gracias a la evidencia observacional amplia, incluso si no entendemos como actua la energía oscura.


How It Ends es una lectura entretenida que cubre una amplia gama de temas, con derivaciones interesantes en el camino. (Por ejemplo: en el capítulo sobre el fin del Sol, Impey dedica unas cuantas páginas a los viajes espaciales, con un respaldo decidido de los últimos acontecimientos en los vuelos espaciales comerciales.)

¿Ahora analicemos qué tipo de catástrofe se necesitaría para el fin del mundo?


Unos intrusos astronómicos serían una grave amenaza potencial. Los impactos que podrían causar los escombros desviados del Cinturón de Asteroides y los cometas que viajan en órbitas muy elípticas en la nube de cometas. Hay muchos menos fragmentos grandes de escombros que pequeños fragmentos, de modo que el intervalo entre los grandes impactos es mucho mayor que el intervalo entre pequeños impactos.

Estas son buenas noticias. Cada siglo, aproximadamente, un meteorito de unos 10 metros, impacta en la tierra con la fuerza de un pequeño artefacto nuclear. En Tunguska, en 1908, fue el último, y tuvimos mucha suerte que ese meteorito aterrizara en el desierto deshabitado de Siberia. Cada pocos miles de años, la Tierra puede pasar a través del camino de fragmentos inusualmente gruesos de restos de cometas, convirtiendo el espectáculo familiar de una lluvia de meteoros en una tormenta de fuego mortal. Aproximadamente, cada 100.000 años, puede venir un proyectil de cientos de metros de diámetro, liberando una potencia equivalente al arsenal nuclear mundial. El resultado sería la devastación de un área del tamaño de Inglaterra, maremotos mundiales (si el impacto es en el océano), que arrojaría el suficiente polvo a la atmósfera como para atenuar la luz del sol y acabar con la vegetación.

Luego aquí está el "gran desastre". Aproximadamente, cada 100 millones de años, una roca del tamaño de un pequeño asteroide golpea la Tierra, causando terremotos mundiales, mareas de un kilómetro de alto, y matando de inmediato a todos los animales terrestres de gran tamaño.

Las criaturas del mar le seguirían poco después, con miles de billones de toneladas de roca vaporizada, causando un drástico enfriamiento y la destrucción de la cadena alimentaria basada en la fotosíntesis. Hay fuertes evidencias de que esto ocurrió hace 65 millones de años, y que nuestros pequeños antepasados mamíferos fueron los beneficiarios de la extinción de los lagartos gigantes.

Cien millones de años suena como la cobertura del seguro, sólo que el siguiente podría ocurrir en cualquier momento. Pero podemos quitarlo de la lista de preocupaciones, los astrónomos lo tienen cubierto. Una red de telescopios terrestres exploran los cielos en busca de fragmentos de escombros que sean más grande que unos pocos cientos de metros. Eso supone bastante tiempo para desempolvar los arsenales nucleares en una misión de interceptación, si tenemos que hacerlo. Lamentablemente, desde el enfoque del Dr. Strangelove se crea una metralla letal que viaja en la misma dirección que el objeto original; una estrategia más inteligente sería enviar una nave espacial que viajando junto al objeto, "tirase" de él, desviándo su trayectoria ligeramente.

Cuando las estrellas masivas agotan su combustible nuclear, el resultado es una titánica explosión llamada supernova. La luz de una estrella moribunda rivaliza con una galaxia entera, y emite partículas de alta energía que, pueden destruir la capa de ozono de un planeta como la Tierra, si ocurre dentro de un radio de 30 años luz. La desaparición de los grandes mamíferos de América del Norte hace 41.000 años se ha relacionado con una supernova, y otras mini-extinciones pueden estar relacionadas con este cataclismo de muerte estelar.

Una supernova es un pequeño petardo en comparación con una hipernova. En este espectacular y poco común evento, el colapso violento de una estrella muy masiva expulsa chorros de gas y partículas de alta energía a cerca de la velocidad de la luz, y por unos momentos la estrella eclipsa todo el universo con rayos gamma.

Si una estrella así estuviera en un radio de 1.000 años luz, la Tierra entraría en su campo de radiación de alta energía, la experiencia sería un holocausto mundial inmediato. Es una cuestión de suerte que una hipernova nunca cruce su camino con el nuestro.

En escalas de tiempo más largo, la atención se vuelve hacia nuestro Sol. Nuestro perenne compañero está a medio camino en su conversión de hidrógeno a helio. Alrededor de unos 5 mil millones de años, sus glamurosas llamaradas se extinguirán, y crecerá hasta engullir la Tierra y convertirla en una inerte ceniza. Esta es la muerte por la cremación estelar.

Por si esto parece una confortable perspectiva a distancia, la biosfera en realidad morirá mucho antes. El sol brillará más fuerte a medida que envejece, y en 500 millones de años una versión turbo del calentamiento global convertirá la Tierra en un desierto global.

Esto nos da tiempo de sobra para encontrar mejores propiedades inmobiliarias. Titán parece prometedor. Ya tiene nitrógeno, sólo hay que añadir el oxígeno y ¡listo! Nuestra segunda casa. Y esos expertos científicos que quieren salvarnos de los asteroides guardan un plan apasionante en la manga: poner deliberadamente un asteroide cerca, y poco a poco paso transferir energía a la Tierra y empujarla más allá del sol. Después de unos cuantos millones de años tendremos que migrar a una órbita más hospitalaria.

Las estrellas van y vienen, pero las galaxias parecen eternas. Una galaxia como la Vía Láctea actúa como si tuviera todo el tiempo del mundo. Sus brazos espirales son calderos donde se forman nuevas estrellas del gas que cae como lluvia fina desde el espacio intergaláctico. Las estrellas como el Sol, algún día mueren, pero en Orión y en Tauro se forman estrellas de nuevo cuño por vez primera. La efervescencia brillante de las supernovas son una atracción secundaria, la mayoría de estrellas mueren modestamente y dejan atrás sólo las brasas. La vida estelar es una cuestión de una gran masa, porque las estrellas de masa pequeña son avaras con su hidrógeno. Las estrellas de masa menor se labran una opacada existencia durante más de un billón de años.

El final de la Vía Láctea tendrá lentamente, en un encierro estelar. Las estrellas masivas viven una corta vida y mueren de forma explosiva como supernovas, dejando tras de sí una estrella de neutrones o un agujero negro, ninguno de los cuales emite luz alguna. Las estrellas menos masivas, morirán como enanas blancas, es decir, paulatinamente se irán enfriando, quedando brasas ricas en carbono. Poco a poco el ciclo de nacimiento y muerte de las estrellas será irrevocable. Quedarán atrapadas como restos estelares compactos o enanas blancas enfriadas. Las luces de las galaxias del universo poco a poco se apagarán, y después de decenas de miles de millones de años el universo se habrá convertido en negro. Pero tan sombrío como parece, el final de las estrellas no significa que la vida debe terminar.

Una estrella brilla debido a que convierte una proporción muy pequeña de la energía que encierra en pura materia en radiación. La última fuente de luz estelar es la energía gravitacional. Hay muchas formas distintas que la fusión vuelve la energía gravitacional en calor o radiación, así que, incluso, después de que las estrellas se hayan desvanecido, las civilizaciones emprendedoras podrán vivir mediante el aprovechamiento de la energía de un agujero negro. Se podrían crear nuevas estrellas artificiales si nos lo dicta la nostalgia.

Como dije antes ,hace quince años, se descubrió que la expansión cósmica se produce cada vez más rápido. Se infiere que la causa es la energía oscura, una manifestación del puro vacío del espacio, que tiene un efecto contrario a la gravedad: la repele más que la atrae. Su existencia se insinuaba por el hecho de que las supernovas distantes eran más débiles de lo esperado en un universo en desaceleración. La energía oscura es un apuro: las teorías fundamentales no la predicen, y nadie sabe cómo el vacío puro puede tener este tipo de extraña propiedad.

En algunas teorías, la energía oscura no es la "constante" cosmológica de la formulación original de Einstein, sino que varía con el tiempo y el espacio. Si la energía oscura crece, hará que el universo se desgarre en unos 20 mil millones de años, en un crescendo llamado "Big Rip". Primero las galaxias, después las estrellas, y por último los átomos finalmente, serán separados por la energía oscura. Nada puede sobrevivir, es el destino final.

A falta del Big Rip, la aceleración cósmica eliminará progresivamente las galaxias de nuestra vista. A los 100 mil millones de años, la mayoría de las galaxias se alejarán más rápido que la velocidad de la luz, dejando congeladas imágenes finales al borde de nuestro horizonte de sucesos, como si fuese la frontera de un agujero negro. La Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda se fusionarán y nuestra visión del universo terminará justo en los límites de esta super-galaxia. En escalas de tiempo aún más grandes, donde la actual edad del universo es igual a una milésima de segundo, las conocidas estructuras gravitacionales serán irán desapegando. A los 1.015 años, los planetas se desprenderán de sus estrellas muertas y flotarán a la deriva por el espacio interestelar. A los 1.019 años, las estrellas se desprenderán de las galaxias y también flotaránn en el espacio intergaláctico. En la mayoría de las teorías que unifican las partículas fundamentales en términos de una única super-fuerza, los protones ya no son estables y se desintegrarán igualmente a los 1.035 años.

El desintegración de los protones anuncia la última fase de la desintegración del universo, cuando todo se desmorona. Después de la descomposición de los protones, sin átomos estables, la vida será imposible. Por último, cae el telón con la lenta evaporación de los agujeros negros, por un proceso llamado radiación de Hawking. El agujero negro más enorme se evaporará en la inconcebible escala de tiempo de 1.098 años. —Imaginemos los últimos habitantes virtuales del universo, acurrucados ante el resplandor de los rayos gamma provocados por la evaporación del último agujero negro, contando historias sobre un tiempo que no fue.

"El final del nacimiento es la muerte; y el final de la muerte es el nacimiento".
(Dhagavad-Gita)


"End of transmission"

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