Así es como desaparecerá el universo

En un futuro muy muy lejano, los remanentes estelares fríos conocidos como enanas negras comenzarán a explotar en una espectacular serie de supernovas, proporcionando los últimos fuegos artificiales de la historia. Esa es la conclusión a la que ha llegado un nuevo estudio publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, que postula que el universo experimentará un último momento de júbilo antes de que todo se oscurezca para siempre.

El fin del universo es una cuestión de vasta especulación por parte de los astrónomos. Nuestra comprensión de la cosmología y la física sigue siendo limitada y el escenario final se sigue ajustando a cada paso para adaptarse a las últimas hipótesis. Las leyes conocidas de la física sugieren que en unos 10^100 años (un 1 seguido de 100 ceros), el nacimiento de estrellas cesará, las galaxias se oscurecerán e incluso los agujeros negros se evaporarán mediante un proceso conocido como radiación de Hawking, dejando poco más que simples partículas subatómicas y energía. La expansión del espacio enfriará esa energía casi a 0 kelvin, o cero absoluto, lo que indica la muerte térmica del universo y la entropía total.

Ahora, Matt Caplan, profesor asistente de física en la Universidad Estatal de Illinois (EE. UU.), ha presentado un nuevo escenario interesante de cómo podría terminar todo: en un diluvio de supernovas enanas negras. Una enana negra es una enana blanca fría que ha consumido toda su energía, disipándose lentamente en el cosmos, pues estas no producen su propia energía por fusión como las estrellas regulares.

Así que, según este escenario, Caplan ha teorizado que a medida que el universo continúa expandiéndose, en algún momento, se quedará sin energía. También se agotará el gas del universo, que es uno de los principales factores en la formación de nuevas estrellas. Durante este período (llamado la Gran Helada o muerte por calor), las estrellas restantes comenzarán a extinguirse y solo los remanentes de estrellas muertas como agujeros negros, estrellas de neutrones y enanas blancas permanecerán en el universo.

Dado que las enanas blancas no son lo suficientemente masivas o densas para desencadenar eventos de supernovas como otras estrellas, tal y como hemos visto, sufrirán una reacción completamente diferente. Según Caplan, a medida que las enanas blancas se vuelven más tenues y frías, acabarán convirtiéndose en estrellas "enanas negras".

"Las estrellas de menos de 10 veces la masa del Sol no tienen la gravedad o la densidad para producir hierro en sus núcleos como lo hacen las estrellas masivas, por lo que no pueden explotar en una supernova en este momento", explicó Caplan. "A medida que las enanas blancas se enfríen durante los próximos billones de años, se volverán más tenues, eventualmente se congelarán y se convertirán en estrellas 'enanas negras' que ya no brillarán".

Si el escenario de Caplan es cierto, estas enanas negras podrían convertirse en supernovas, y será la última explosión en el universo antes de que todo termine.

Eso sí. Convertir una enana blanca en una enana negra lleva mucho tiempo, por lo que si los protones se desintegran, es poco probable que se formen enanas negras, ya que las enanas blancas simplemente se romperían en una escala de tiempo más corta. Así que, suponiendo que los protones se desintegren /, las enanas blancas se convertirán en enanas negras, y estas con el tiempo se convertirán en enanas negras de hierro gracias a los fenómenos cuánticos que pueden crear átomos más pesados dentro de la enana blanca. Y aquí es donde empieza el verdadero espectáculo cósmico. El colapso en una gran explosión. Imagina mil millones de billones de estrellas explotando en supernovas. Según los cálculos de Caplan, estos fuegos artificiales cósmicos continuarán lenta pero inexorablemente hasta 1.032.000 años en el futuro.

Aunque existiera un viajero del tiempo que esperara presenciar este último despliegue cósmico, se sentiría decepcionado. ¿Por qué motivo? Al comienzo de esta era, la misteriosa sustancia que actúa en oposición a la gravedad llamada energía oscura habrá separado tanto todo lo que existe en el universo que cada enana negra individual estaría rodeada por una vasta oscuridad: las supernovas incluso serían inobservables entre sí.

Referencia: M E Caplan. Black Dwarf Supernova in the Far Future. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2020; DOI: 10.1093/mnras/staa2262