El Sofista

¿El final de la cosmología? (3ra. parte)

Continuación del artículo de Lawrence M. Krauss y Robert J. Scherrer publicado en la revista Scientific American del 25 de febrero de 2008, cuya primera parte traduje aquí.


Cielos oscuros

¿Qué verán los científicos del futuro cuando miren al cielo dentro de cien mil millones de años? Sin telescopios, verán casi lo mismo que vemos hoy: las estrellas de nuestra galaxia. Las estrellas más grandes y brillantes habrán consumido su combustible nuclear, pero muchas de las estrellas más pequeñas todavía brillarán en el cielo nocturno. La gran diferencia se dará cuando los futuros científicos construyan telescopios capaces de detectar a las galaxias exteriores. ¡No verán ninguna! Las galaxias próximas se habrán combinado con la Vía Láctea para formar una gran galaxia y en lo esencial el resto de las galaxias hace mucho que se habrán escapado más allá del horizonte de eventos.

La desaparición de las galaxias lejanas no es inmediata sino gradual. El corrimiento al rojo de estas galaxias llegará a ser infinitamente grande a medida que se acercan al horizonte. Krauss y Starkman calcularon que el corrimiento al rojo sobrepasará los 5,000 para todas las galaxias en los cien mil millones de años, creciendo hasta un insondable 1053 en los diez billones de años —en una era en que aún los rayos cósmicos más energéticos se habrán corrido tanto al rojo que su longitud de onda será más larga que el tamaño del horizonte—. Estos objetos serán entonces total y completamente invisibles para nosotros.

En consecuencia, el descubrimiento crucial de Hubble de la expansión del universo llegará a ser irreproducible. Toda la materia en expansión en el universo habrá desaparecido visualmente más allá del horizonte, y todo lo restante formará parte de un cúmulo de estrellas vinculado por la gravitación. Para los futuros astrónomos, el universo observable se parecerá mucho al "universo-isla" de 1908: un grupo único y enorme de estrellas, estático y eterno, rodeado por espacio vacío.

Nuestra propia experiencia demuestra que incluso cuando tenemos datos, no es tan obvio el modelo cosmológico correcto. Por ejemplo, desde los años 40 hasta mediados de los sesenta, cuando el edificio de la cosmología observacional se apoyaba sólo en el descubrimiento de Hubble de la expansión del universo, algunos astrofísicos resucitaron la idea de un universo eterno: el universo de estado estacionario, en el cual se crea la materia a medida que el univeso se expande, de forma tal que el universo como un todo no cambia en verdad con el tiempo. Esta idea demostró ser un callejón sin salida intelectual, pero demostró la clase de noción equivocada que puede desarrollarse cuando no se cuenta con datos observacionales adecuados.

¿En dónde más podrían los astrónomos del futuro buscar pruebas del big bang? ¿Podrían indagar la dinámica del universo a partir del fondo cósmico de microondas? No, por desgracia. Mientras el universo se expande, las longitudes de onda de la radiación de fondo se alargan y la radiación se hace más difusa. Cuando la duración del universo llegue a los cien mil millones de años, el pico de las longitudes de onda se medirá en metros, correspondiendo a ondas de radio en vez de a microondas. La intensidad de la radiación se habrá diluído por un factor de mil billones y podría no ser observada nunca.

Adentrándonos aún más en el futuro, el fondo cósmico llegará a ser verdaderamente inobservable. Un gas ionizado de electrones llenará el espacio entre las estrellas de nuestra galaxia. Las ondas de radio de baja frecuencia no pueden penetrar ese gas: son absorbidas o reflejadas. Un efecto similar es la razón por la que las estaciones de radio AM pueden captarse en ciudades alejadas del punto de emisión por la noche: las ondas de radio se reflejan o rebotan en la ionósfera y descienden a tierra. Podemos pensar en el medio interestelar como una gran ionósfera llenando la galaxia. Ninguna onda de radio con una frecuencia menor a un kilohertz (una longitud de onda mayor a 300 km) puede penetrar en nuestra galaxia. La radioastronomía menor a un kilohertz siempre será imposible de realizar dentro de nuestra galaxia. Cuando el universo tenga cerca de veinticinco veces la edad actual, el fondo de microondas se habrá alargado más allá de esta longitud de onda y llegará a ser indetectable para quienes residan en la galaxia. Incluso antes, los patrones sutiles de esta radiación de fondo, que han proporcionado tanta información útil a los cosmólogos actuales, serán tan débiles que no podrán estudiarse.


Consumiéndose por completo

¿Podrían los cosmólogos del futuro obtener conocimientos sobre el big bang a partir de la observación de la abundancia de elementos químicos? Una vez más, la respuesta es probablemente no.

Volver a la segunda parte o continuar a la cuarta parte.

escrito por el sofista @ domingo, marzo 09, 2008