School-based scenario

1.1. Una realidad comprobada científicamente: la expansión incesante, superlumínica y cada vez más acelerada del universo

Hubo un tiempo, tras los primeros segundos después del Big Bang, en el que no había galaxias, estrellas, planetas, ni la Tierra, minerales, animales, hombres. Solo existían la radiación con los elementos básicos, componentes ahora de todas las cosas y seres existentes, a saber, los electrones, los quarks y los neutrinos. A partir del Big Bang, el universo ha ido expandiéndose, enfriándose y enrareciéndose sin descanso alguno. Ahora se está expandiendo entre 50 y 100 km/s (unos 3.600 km/h, 86.400 km/día). La

temperatura inicial, la de los primeros segundos después del Big Bang, ascendía a miles de millones de grados. Con el paso del tiempo y la expansión progresiva de la radiación de fondo o fósil su temperatura ha ido bajando. La actual es muy fría: –270,3 ºC, casi tres grados (2,7) respecto del cero absoluto (273 centígrados bajo cero en la escala Celsius), la temperatura más baja posible. Telescopios colocados en satélites acaban de medir la temperatura de los fotones de microondas (radiación fósil) que llevan viajando hacia nosotros desde hace unos 13.700 millones de años luz. Su temperatura, en todas las direcciones, difiere solo en unas diezmilésimas de grado. Podría de decirse que es idéntica.

Físicos y astrónomos no disimularon su sorpresa cuando, en 1998, se comprobó que la expansión del universo, además de incesante, es acelerada, cada vez más rápida. En el universo hay una fuerza repulsiva, efecto de la energía oscura, que es la mayoría del mismo. La fuerza repulsiva es superior a la atractiva de la materia tanto ordinaria como oscura. Es la que está acelerando la expansión del universo a pesar de que la gravedad atractiva de los átomos ordinarios y de la materia oscura trata de ralentizarla o frenarla. La sonda WMAP ha establecido la ley o constante de Hubble, o sea, la expresiva de la velocidad de la expansión del universo, en 71 ± 4 km/s/Mpc, es decir, que una galaxia situada a un megapársec (Mpc = 1 millón de pársecs, o aproximadamente 3,26 millones de años luz) del observador (en este caso, de la Tierra) se está alejando a una velocidad

de 71 Mpc/s (231,46 km; 83.325.600 km/h) como resultado de la expansión del universo con un margen de error de ± 4 km/s. El universo va «creando» espacio y tiempo en la medida o a la velocidad de su expansión. Así desde el Big Bang, hace 13.700 millones de años luz pues no hay un vacío previo, que el universo vaya ocupando y como invadiendo en su expansión. ¿Cómo imaginarlo? La ley de Hubble asegura, además, que el universo se expande de manera uniforme y que cuanto mayor es la distancia de una galaxia

respecto de nosotros mayor es la velocidad a la que se aleja de nosotros. Es la llamada «velocidad de recesión». Con palabras de B. Greene (p. 296), si «las galaxias distantes de nosotros 100 millones de años luz se están alejando a 9 millones de km/h, las que disten el doble (200 millones de años luz) se están alejando el doble de rápido,

aproximadamente a 18 millones de km/h, y así sucesivamente».

Según los datos anteriores, al menos algunas de las más de 100.000 millones de galaxias se están expandiendo o alejándose a una velocidad mayor que la de la luz, a pesar de que Einstein (relatividad especial) estableció que la velocidad máxima de cualquier objeto es la de la luz, afirmación ya demostrada y admitida hoy por todos. Pero la expansión del espacio más rápida que la luz no contradice la conclusión einsteiniana: la velocidad de la luz, fijada como límite, se refiere al movimiento de algo por el espacio, no al movimiento indirecto o derivado de la inflación-hinchamiento del espacio mismo. Una comparación aclaratoria: cuanto más rápidamente se infla un globo en el que se han marcado varias crucecitas, tanto más se ensanchan sus paredes de plástico y más rápidamente se distancian o alejan las cruces marcadas. Por consiguiente, la luz de algunas galaxias jamás será visible desde la Tierra pues se acerca a 300.000 km/s, pero sus galaxias se alejan de nosotros a una velocidad superlumínica o superior a la de la luz.

1.2. El universo plano, planas las galaxias; esferoides, las estrellas, los planetas y los satélites grandes

La fuerza de la gravedad atrae la materia. Su atracción hace que las estrellas adopten la configuración esferoide o de bola ígnea porque en la esfera es donde los elementos se hallan más atraídos, más concentrados o cerca unos de otros. Lo mismo vale para los planetas y los satélites. Cuando un cuerpo no es suficientemente grande, la fuerza

gravitatoria no es capaz de contrarrestar la cohesión química de la rigidez de la materia ni de redondearlo. Por eso, debido a su mayor o menor tamaño, la configuración de la Luna y de los satélites de Júpiter es esferoide. No lo son los satélites del planeta Marte con su masa rocosa, ni la de los asteroides. Platón (siglo V a.C.) (Timeo 40b) casi acertó cuando

atribuyó forma esférica a los planetas y a las estrellas fijas, dotados de dos movimientos, el de rotación y el de traslación. Pensaba que la esférica era la forma más perfecta. Se equivocó al considerarlos inmortales y divinos con un movimiento de traslación al seguir el del firmamento, en el cual estaban fijos.

En contraste, las galaxias son más bien planas, no esferoides. Se debe a la enorme fuerza de su rotación en torno a su eje que las aplana y les da forma de disco. A su vez, la

rotación menor del Sol y de la Tierra no es capaz de allanarlos, pero los achata algo por los polos. El universo es también plano, o sea, sin curvatura. La teoría inflacionaria predijo inequívocamente el aplanamiento del universo.76 «Hoy sabemos que el universo es plano con un error de solo el 2%, es decir, que a grandes escalas sigue siendo válida la geometría euclídea, en la cual la suma de los ángulos de un triángulo es de 180º y dos rectas paralelas prolongadas hasta el infinito no se cortan nunca».77 La geometría del universo no es esférica como la Tierra. En la superficie de las esferas, la suma de los ángulos de un triángulo es superior a los 180º. A su vez, dos líneas paralelas, por ejemplo dos meridianos en el ecuador terrestre, terminan encontrándose en un punto, en uno de los dos polos.

Por otra parte, en una esfera, como la Tierra, se puede volver al punto de partida dando la vuelta completa, ya siguiendo uno de los paralelos, ya como lo hizo Juan Sebastián Elcano, sin haber encontrado un borde ni un abismo. En un espacio plano se puede caminar en línea recta sin retornar al punto de partida, pero llegando a su borde o límite a no ser que se trate de un espacio infinito o tan extenso (caso de nuestro universo) que no haya forma de recorrerlo en ningún medio de locomoción por muy veloz que sea.

2. El destino hipotético del universo, condicionado a veces por «prejuicios»

ideológicos: ¿expansión indefinida, ciclos de expansión-contracción, colapso?

A partir del Big Bang, el universo actual se ha ido realizando con su despliegue posterior. La ciencia nada puede afirmar «científicamente» del periodo anterior. La fe en la

creación cree que fue obra directa de Dios. Pero, mirando al porvenir, ¿en qué y cómo terminará el universo? Parece oportuno indicar que una cosa es su aniquilación y otra su destrucción. La aniquilación (del lat. nihil tras la pronunciación aspirada de la h

intervocálica, «nada» en español) significa la reducción de algo (en este caso, el

universo) a nada, como de nada habría brotado en el instante de su creación. En cambio, la destrucción del universo es su descomposición. Esta ciertamente va a ocurrir, por ejemplo respecto de «nuestro mundo», la Tierra y el sistema solar, cuando el Sol deje de emitir la luz y el calor necesarios para la vida al mismo tiempo que pierda su fuerza de atracción gravitatoria. Son las tres hipótesis que suelen plantearse. También cuando la Vía Láctea sea engullida por la galaxia Andrómeda. Son dos posibilidades que, sin duda, serán reales tras unos millones de años (entre cuatro y cinco mil millones), según la ciencia.

Respecto al destino y final del universo, suelen plantearse las tres hipótesis siguientes. 2.1. ¿Expansión indefinida por no decir infinita?

Desde el Big Bang primordial, el universo no ha cesado de expandirse o dilatarse. Pero ¿la expansión será indefinida por no decir infinita? Es una posibilidad. «El universo va a continuar expandiéndose y enfriándose indefinidamente. Este resultado, sin embargo, no

se ha establecido de manera definitiva. Pero, de todos modos, ya sabemos que la expansión todavía va a durar por lo menos 40.000 millones de años».78

Cuanto más se infla un globo, más se enrarecen sus paredes o se hacen más finas. A medida que se expande el universo, se va ensanchando el espacio y prolongando el tiempo. No hay un espacio previamente vaciado ni vacío que la expansión iría llenando.

2.2. ¿Un universo cíclico: expansión-contracción?

La evolución cíclica del universo se inserta en el «mito del eterno retorno» (M. Eliade) y seduce no pocos por sus conotaciones inmanentistas.

Algunos autores se inclinan por la existencia cíclica del universo que evolucionaría como el acordeón, expandiéndose y contrayéndose ininterrumpidamente. Acogen así en la ciencia los ciclos cósmicos propios de algunas ideologías religiosas como el budismo y sus sectas. Los budistas creen que el universo es eterno y eterna e ininterrumpidamente sometido a un proceso de degeneración hasta que se llega a la total degradación de los pueblos. Entonces se inicia un nuevo ciclo cósmico igual a los anteriores con las mismas estrellas, cosas, personas, acontecimientos ordinarios e históricos, etc. Esta concepción cíclica del universo es idéntica a la del hinduismo, pero secularizada. Los hindúes creen que todo lo apariencial, o sea, lo que no es ÅtmanBrâhman, lo Uno-Todo, lo divino panteísta, procede cíclicamente de Åtman-Brâhman por emanación, como la tela de la araña. Obsérvese que la palabra sánscrita átman significa «aire». Etimológicamente está emparentada con el primer componente de la española atmósfera (compuesta de dos griegas que significan «esfera/entorno del aire respirable»), con la alemana atmen («respirar»), etc. Según el hinduismo, Åtman-Brâhman se identifica con pranas (la

esencia del éter). Cada ciclo cósmico dura 4.320.000 años. Al acabar cada ciclo cósmico, una vez purificado todo por el fuego o por el agua, el universo con todas sus cosas es reabsorbido por Åtman-Brâhman. Tras un periodo de descanso empieza una nueva emanación del universo y un nuevo ciclo cósmico. El budismo ha asumido esta

concepción hindú con todos sus elementos, pero sin lo divino, sin Åtman-Brâhman.79 Nueva Era estatuye ciclos de 64.800 años. Los ciclos cósmicos de algunas de sus sectas (Metafísica cristiana, etc.) son mucho más breves (14.000 años). Los pitagóricos y los estoicos grecorromanos señalaron ciclos similares: 15.000 y 25.000 años.80 La ciencia actual permite demostrar que la duración de estos ciclos más breves y la misma

concepción cíclica del universo son falsas. El universo sería como una serie de fotocopias del mismo documento, tantas cuantos ciclos cósmicos.

Según esta teoría, sería posible que, tras el Big Crunch —Gran Crujido o Gran Implosión —, acaeciera un Big Bounce —Gran Rebote—, o sea, un nuevo Big Bang o Gran

Explosión, y así indefinidamente. Nuestro universo procedería de un universo anterior que también se habría comprimido en su Gran Implosión. Si esto hubiera ocurrido repetidas veces, nos encontraríamos ante un universo oscilatorio, cíclico o en movimiento de acordeón. En él mismo, cada universo terminaría con una Gran

Implosión y daría lugar a un nuevo universo con su Gran Explosión. Pero en primer lugar, no se conoce qué podría provocar tal rebote. En segundo lugar, la teoría de un universo oscilante entra en contradicción con la segunda ley de la termodinámica a no ser que, en cada ciclo, se produjera una destrucción y reinicio totales del universo, con la desaparición de las leyes físicas existentes y la aparición de nuevas leyes físicas, o la entropía se «rebobinara» durante la fase de contracción (por ejemplo, se ha sugerido que el tiempo iría al revés durante esta fase). Además, la radiación existente en el universo aumentaría a costa de la materia, debido a las reacciones de fusión nuclear producidas en el interior de las estrellas, en las cuales parte de la materia componente de los átomos que se fusionan se transforma en energía. De ahí resultaría que los «rebotes» serían cada vez más largos hasta llegar a un escenario no demasiado diferente de la expansión indefinida. Al mismo tiempo el número de agujeros negros iría aumentando en cada ciclo. En

consecuencia, debería haber habido un número finito de ciclos antes del actual, o sea, de nuestro universo. En fin, el reciente descubrimiento de la energía oscura ha provocado que muchos cosmólogos abandonen la teoría del universo oscilante o cíclico y que, junto con otros descubrimientos se haya llegado al convencimiento de que el universo es cerrado. Claro que, al no conocerse todavía bien la naturaleza de la energía oscura, aún no puede descartarse por completo un colapso futuro por implosión.

El futuro del universo dependería de la densidad de masa/energía en el cosmos, que en teoría puede ser mayor, inferior e igual a la crítica. El valor de la densidad crítica equivale a 10–23 g/m3, o sea, aproximadamente una centésima de una milésima de una

millonésima de una trillonésima de un gramo por metro cúbico. Es la necesaria para que el espacio sea plano. La densidad cósmica conocida coincide con la crítica. Por lo mismo, la expansión del universo tendrá fin. Si la densidad cósmica fuera inferior a la densidad crítica, la fuerza de la gravedad no podría contrarrestar el impulso de la expansión y el universo permanecería expandiéndose sin fin. Pero si fuera superior, la expansión cesaría alguna vez, se iniciaría su contracción en una especie de rebobinado de la película y comienzo de un nuevo ciclo cósmico. Weinberg lo describe así: «Si la

densidad cósmica es el doble del valor crítico, y si el actual valor corriente de la

constante de Hubble (15 km/s por millón de años luz) es correcto, entonces el universo tiene ahora 10.000 millones de años.81 Seguirá expandiéndose por otros 50.000 millones de años y luego comenzará a contraerse. El tiempo de la contracción es el mismo que el de la expansión. Después de 50.000 millones de años, el universo tendrá su tamaño actual, y después de otros 10.000 millones de años se acercará a un singular estado de densidad infinita», o sea, la del átomo primordial, que dará lugar a un nuevo Big Bang y al siguiente ciclo cósmico. Pero Weinberg objeta que la proporción o «la razón de los fotones respecto de las partículas nucleares» se oponen al proceso de indefinidos ciclos cósmicos. «Ahora esta proporción es grande, pero no infinita, de modo que es difícil comprender cómo el universo pueda haber experimentado antes un número infinito de ciclos». Además la introducción de la energía oscura con su fuerza antigravitatoria u opuesta a la de la gravedad ha trastornado la base y el panorama de lo elaborado a partir de la densidad crítica. Con razón afirman T. Fernández y B. Montesinos que «a la vista

de todo lo anterior, la primera conclusión es que los modernos modelos manejados hasta casi finales del siglo _XX son incorrectos o al menos incompletos».

Richard Tolman (Instituto de Tecnología de California) fue el primero en sugerir (año 1930) con aureola científica la expansión y contracción cíclicas del universo. Pero partía de un universo esférico, no plano. Además, afirmó que en el pasado, los ciclos habrían podido reiterarse durante cierto tiempo, pero no indefinidamente. Las razones científicas aducidas por él (la cantidad de la entropía y su incremento promedio en cada ciclo de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica y con la relatividad general) son válidas también para el porvenir. No obstante, es una teoría que tiene porvenir, pero no

precisamente por exigencias de la ciencia. Parece obvio que la introducción de la

concepción cíclica del universo para explicar su origen, su desarrollo y su final es la única salida coherente con la mentalidad agnóstica, naturalista y materialista. Seguirá siendo una de las tres opciones a la hora de explicar el porvenir del universo. Es presumible que no será presentada como lo que realmente es, a saber, una teoría de cienciaficción y que seguirá siendo prestigiada con el dorado nimbo científico. Además, aunque la evolución del universo fuera cíclica, podría y debería formularse la pregunta sobre su comienzo: ¿Por qué y cómo existe lo sometido a esos ciclos cósmicos?

2.3 ¿Un colapso como desenlace o final catastrófico de la evolución cósmica?

No obstante, en el plano material todo lo que tiene principio tiene también final, incluso lo que parece ser cíclico y que suele ser presentado como paradigma de lo cíclico. Piénsese en las diarias salidas y puestas del Sol, en la alternancia de las cuatro fases lunares y en las cuatro estaciones anuales (vegetación, etc.) en las regiones templadas de la Tierra. La expansión hace que el universo vaya enfriándose y enrareciéndose

progresivamente. Las galaxias se convertirán en enanas blancas sin calor, en estrellas de neutrones y en agujeros negros. Las enanas blancas, las estrellas de neutrones y el difuso gas intergaláctico se disolverán. Los agujeros negros terminarán por evaporarse. Los átomos se desintegrarán. Durante cierto tiempo permanecerán electrones y neutrinos. Los electrones pueden aniquilarse al chocar con los positrones por ser de carga eléctrica contrapuesta, etc.

El agua destilada puede permanecer en estado líquido incluso cuando su temperatura es inferior a la del grado de congelación. Pero entonces cualquier perturbación, por muy insignificante que sea (la caída de una mota de polvo), es capaz de provocar su

cristalización, su paso de líquida a hielo. Cuando la temperatura del vacío actual y sus campos llegue a un grado determinado será sumamente fría, ¿una concentración de su energía o un cambio brusco, provocará una alteración de su estructura de signo

apocalíptico?

Antes de realizar las primeras pruebas nucleares, los físicos previeron la posibilidad de que la explosión atómica, especialmente la de hidrógeno, pudiera provocar la ignición del deuterio (hidrógeno pesado), existente en las aguas oceánicas. Podría originarse una

catástrofe no solo terrestre, también cósmica.

Ciertamente los hombres y sus experimentos pueden causar catástrofes en cadena de prolongación y consecuencias inimaginables. Ocurran o no ocurran, llegará un momento en que universo sin calor y sin luz, cada vez más fino, se romperá o simplemente dejará de ser, de tener consistencia. La ruptura se llama Big Crunch, el Gran Crujido o

implosión. El universo empezó con un Big Bang y terminaría con un Big Crunch, Gran Crujido. Es lo que sucede cuando un globo se infla demasiado y explota. Entonces las estrellas, los planetas y los satélites o lo que de ellos quede se atraerán «desplomándose» unos sobre otros con un «enorme crujido». En este supuesto sobrevendrá la negrura de una noche helada y eterna. Sería el fin del mundo.

Mucho antes acaecerá el fin del Sol, que ha consumido ya la mitad de su hidrógeno. Dentro de otros 5.000 millones de años su energía estará a punto de agotarse. Entonces su núcleo se contraerá y empequeñecerá considerablemente. En cambio, su atmósfera se expandirá en millones de kilómetros y ocupará gran parte del firmamento visible desde la Tierra. Su color pasará del amarillo al rojo. Su temperatura subirá varios miles de grados.