El fin del Universo llegará mucho antes de lo que creemos

Para establecer la nueva 'fecha', los investigadores recalcularon el tiempo que tardarán los últimos vestigios estelares en desvanecerse a través de un proceso similar a la famosa radiación Hawking, el proceso por el que incluso los agujeros negros se evaporan lentamente. El hallazgo, publicado en el 'Journal of Cosmology and Astroparticle Physics' y que pueden consultarse en el servidor de prepublicaciones 'arXiv', sugiere que el final del Universo podría llegar mucho antes de lo esperado: en unos modestos 10 elevado a 78 años, o lo que es lo mismo, un uno seguido de 78 ceros. Una cantidad de tiempo inconcebible para nosotros, pero que es solo una pequeña fracción de la estimación anterior, 10 elevado a 1.100 años, un 1 seguido de la asombrosa cantidad de 1.100 ceros.

El estudio es la continuación de un trabajo que el mismo equipo, compuesto por el experto en agujeros negros Heino Falcke, el físico cuántico Michael Wondrak y el matemático Walter van Suijlekom, llevó a cabo en 2023, demostrando que no solo los agujeros negros, sino también otros objetos celestes con una intensa gravedad, como las estrellas de neutrones y las enanas blancas, pueden 'evaporarse' a través de un mecanismo análogo a la radiación Hawking. Tras aquella publicación, la comunidad científica se preguntó cuánto tiempo podría durar este proceso y ahora, en su nuevo artículo, los investigadores acaban de ofrecer una respuesta .

Los cálculos del equipo de Radboud indican que, si solo se considera la radiación similar a la predicha por Hawking para la evaporación de los agujeros negros, el fin del Universo se sitúa alrededor de los 10 elevado a 78 años. Ese es el tiempo estimado, en efecto, para que las enanas blancas, consideradas los cuerpos celestes más longevos, se desintegren por medio de este proceso. Estudios anteriores, que no tenían en cuenta este efecto, otorgaban a las enanas blancas una vida útil mucho más extensa, del orden de 10 elevado a 1.100 años. «Así que el final último del Universo llegará mucho antes de lo esperado, aunque afortunadamente falta aún muchísimo tiempo», comenta el autor principal del estudio, Heino Falcke.

En 1975, el renombrado físico británico Stephen Hawking postuló que, en contra de lo que dictaba la teoría de la relatividad de Albert Einstein, las partículas y la radiación tenían, después de todo, un modo de 'escapar' de los insaciables agujeros negros. En el horizonte de sucesos, en efecto, el límite que una vez cruzado no permite que nada vuelva a salir de un agujero negro, pueden formarse espontáneamente pares de partículas virtuales. Y justo antes de que estas partículas, como sielen hacer, se aniquilen mutuamente, una de ellas puede ser engullida por el agujero negro, mientras que la otra escapa, llevándose consigo una minúscula cantidad de energía del propio agujero negro. Con el tiempo suficiente, este lentísimo 'goteo', conocido como radiación Hawking, provoca que el agujero negro vaya perdiendo masa gradualmente, hasta su eventual desaparición. Una idea que se oponía a la visión clásica de Einstein, según la que los agujeros negros, siempre insaciables, solo pueden crecer.

Lo que resultó particularmente sorprendente para los investigadores fue descubrir que el mismo proceso puede, en teoría, aplicarse también a otros objetos con un campo gravitatorio significativo, como las estrellas de neutrones y las enanas blancas. Sus cálculos, además, revelaron que el 'tiempo de evaporación' de un objeto depende únicamente de su densidad.

Los investigadores, además, se encontraron con la sorpresa de que las estrellas de neutrones y los agujeros negros estelares tardarían aproximadamente el mismo tiempo en desintegrarse: alrededor de 10 elevado a 67 años. Cosa que no tiene sentido si se tiene en cuenta que los agujeros negros tienen un campo gravitatorio mucho más fuerte, lo que por simple intuición llevaría a pensar que su tasa de 'evaporación' debería ser más rápida. «Pero los agujeros negros no tienen superficie -explica el coautor Michael Wondrak-. Reabsorben parte de su propia radiación, lo que inhibe el proceso».

Para entender mejor este concepto, podemos imaginar una olla de agua hirviendo con una tapa agujereada. El vapor (análogo a la radiación) escapa por los agujeros, pero si la olla no tuviera una superficie definida y parte del vapor pudiera condensarse y volver a caer dentro, el proceso de evaporación se ralentizaría. De manera similar, la naturaleza 'sin superficie' del horizonte de sucesos de un agujero negro permite que parte de la radiación emitida sea reabsorbida, extendiendo su vida útil.

Movidos por la curiosidad, los investigadores también calcularon el tiempo que tardarían objetos mucho menos masivos, como la Luna o, por qué no, un ser humano, en evaporarse a través de un proceso similar a la radiación Hawking. El resultado fue de unos 10 elevado a 90 años, un tiempo aún más extenso, incluso, que el de las enanas blancas. Sin embargo, los propios científicos señalan con sutileza que existen otros procesos mucho más probables que conducirían a la desaparición de la Luna y la humanidad mucho antes de ese plazo. Por ejemplo, la expansión del Sol en sus etapas finales engullirá la Tierra dentro de 'sólo' 5.000 millones de años, muchísimo antes de que la 'evaporación gravitacional' empiece siquiera a convertirse en una preocupación.

Walter van Suijlekom, profesor de matemáticas en la Universidad Radboud y también coautor del estudio, destaca la emocionante colaboración interdisciplinaria que dio origen a esta investigación. «Al combinar la astrofísica, la física cuántica y las matemáticas -afirma- obtenemos nuevas perspectivas. Al plantear este tipo de preguntas y analizar casos extremos, buscamos comprender mejor la teoría y quizás, algún día, desentrañar el misterio de la radiación Hawking».

Aunque la idea original de Hawking se centró en los agujeros negros, la noción de que cualquier masa puede curvar el espacio-tiempo lo suficiente como para generar pares de partículas virtuales que conduzcan a una lenta pérdida de energía es un concepto fascinante para los investigadores, con profundas implicaciones para nuestra comprensión del Universo a largo plazo.

Por supuesto, e incluso si los cálculos de este estudio son correctos, hay que recordar que el Universo tal como lo conocemos se 'irá a negro' mucho antes de que las últimas enanas blancas se desvanezcan. Las teorías cosmológicas actuales, en efecto, sugieren que en 'apenas' unos 150 a 200 mil millones de años, la expansión acelerada del Universo habrá dispersado las galaxias hasta el punto de que la mayoría de ellas serán invisibles desde nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. «Todo lo que veremos entonces del Universo serán las estrellas de nuestra propia galaxia -explica Falcke-. Y en unos 17 billones de años más, incluso las últimas estrellas habrán muerto».

Más allá de la muerte estelar, otros procesos hipotéticos, como la desintegración de los protones (una de las partículas fundamentales que componen la materia), podrían acelerar aún más el desmantelamiento del Universo mucho antes de que la radiación similar a la de Hawking tenga ocasión de completar su trabajo. Aunque actualmente solo existe un límite inferior estimado para la vida del protón (alrededor de 10 elevado a 34 o 35 años, si es que se desintegra), su eventual desaparición significaría el fin de toda la materia tal como la conocemos.