Varios posibles patrones de desarrollo del universo. La versión real y acelerada se muestra a la derecha. Pasará suficiente tiempo y la aceleración aislará todas las estructuras galácticas o supergalácticas conectadas del Universo, y todo lo demás se alejará irrevocablemente de ellas.Se considera que uno de los mayores peligros en la ciencia son las decisiones apresuradas basadas en los datos limitados que tenemos a mano. Nunca podremos observar todo con precisión arbitraria, por lo que siempre nos vemos obligados a extrapolar en función de lo que vemos. Pero, ¿qué pasa si simplemente carecemos de la información crítica que nos puede llevar a la conclusión correcta? Tal situación surgirá en miles de millones de años con el Big Bang. Esta conclusión aterradora condujo a una pregunta maravillosa que nuestro lector hace:
Si la vida inteligente reaparece en nuestro sistema solar en unos pocos miles de millones de años, para entonces solo quedarán visibles unos pocos puntos de luz en el cielo. ¿Qué teoría del universo pueden inventar estos seres? Es casi seguro que estará mal. ¿Por qué pensamos que lo que vemos puede llevarnos a la teoría "correcta", si unos pocos miles de millones de años antes de nosotros todo pudiera verse completamente diferente?
Hablemos de lo que alguien verá en un futuro lejano, por ejemplo, en decenas de miles de millones de años.
La galaxia Centaurus A tiene un disco polvoriento, pero está dominada por una forma elíptica y un halo de satélites: evidencia de una galaxia de largo desarrollo que ha experimentado muchas fusiones en el pasadoCientos de miles de millones de estrellas seguirán siendo visibles en el cielo, y no importa cuán inteligente sea una forma de vida, ella podrá verlas con los mismos telescopios que tenemos hoy. Pero algunos detalles serán diferentes:
- habrá menos polvo y gas neutro,
- en proporción a las viejas estrellas rojas de pequeña masa habrá más
- las áreas de formación estelar activa serán mucho más pequeñas
- Las estrellas se distribuirán en un gran halo elíptico, y no en un plano como la Vía Láctea.
La razón principal de esto será que durante 4-7 mil millones de años la Vía Láctea,
Andrómeda , y como resultado, todas las
galaxias del grupo local se fusionarán en una sola.
Una imagen de lapso de tiempo de la confluencia de la Vía Láctea con Andrómeda, y cómo cambiará la apariencia del cielo desde la Tierra. Esta fusión se producirá en aproximadamente 4 mil millones de años, con una gran explosión de formación estelar, que dará lugar a la aparición de una galaxia elíptica llena de estrellas rojas y muertas y sin gas libre: Milkromeda.Cuando se producen fusiones tan grandes, aparecen una gran cantidad de nuevas estrellas que capturan la mayor parte del gas y el polvo presentes en la galaxia. Cuando aparece una pequeña región de formación estelar muy activa, llamamos a este fenómeno un destello de formación estelar. Cuando esta región se extiende por toda la galaxia, la llamamos
galaxia de estallido estelar . En tales casos, los átomos neutros se unen muy rápidamente y forman nuevas estrellas en todas partes, pero los más masivos de ellos viven muy poco. Después de unos pocos cientos de millones de años, las estrellas más masivas desaparecen, dejando solo el sol y menos masivo para quemar. Después de que hayan pasado decenas de miles de millones de años, solo quedarán las estrellas más frías y rojas. Puede que no sean tan brillantes, pero la cantidad de polvo que podría bloquear su luz será mucho menor.
Una galaxia Henbur 2-10 starburst ubicada a 30 millones de años luz de nosotros. Cuando aparecen estrellas en toda la galaxia, se produce un estallido estelar. Pero después de este brote, queda muy poco material sin usar para las generaciones posteriores de estrellasPero todo esto es cierto solo para las estrellas de nuestra galaxia (y el grupo local): para la futura galaxia elíptica gigante Milkdromeda. Si la civilización del futuro distante mira más allá de las fronteras de nuestra galaxia futura, solo verá el vacío. Con la continuación del desarrollo del Universo, todas las galaxias que no pertenecen al grupo local se acelerarán debido a la presencia de energía oscura. Ahora las galaxias más cercanas se encuentran a unos 10 millones de años luz de nosotros, pero el Universo se está acelerando. Cuando el universo tenga el doble de años, estas galaxias tendrán el doble de distancia; cuando ella sea tres veces más grande, serán cuatro veces más; después de cuadruplicar su edad, estarán ocho veces más lejos, y así sucesivamente. Para cuando el universo cumpla 100 mil millones de años, la galaxia más cercana a nosotros estará ubicada en mil millones de años luz. La expansión acelerada del Universo conducirá al hecho de que nos parecerá que estamos solos en todo el universo.
Grandes galaxias espirales después de fusionarse se fusionarán en una galaxia elíptica gigante. Con el tiempo, las estrellas en su interior se volverán más rojas, ya que el azul muere más rápidamente. El gas y el polvo que bloquean la luz se utilizarán en última instancia para crear nuevas generaciones de estrellas o desaparecerán por completo después de un estallido estelar.Tampoco habrá evidencia de radiación CMB. Hoy en día, hay cientos de fotones residuales por centímetro cúbico, con una temperatura de un par de grados por encima del cero absoluto, que caen en la parte de microondas del espectro. Con la expansión del Universo, caerán tanto la densidad como la energía de estos fotones. Después de 100 mil millones de años, quedará menos de un fotón por centímetro cúbico, y la radiación relicta ya no estará en el rango de microondas, sino solo en la parte lejana del rango de radio. Si alguien no se da cuenta de la existencia de galaxias ultra distantes y estas débiles señales de radio, entonces las civilizaciones del futuro distante pueden no abrir el Big Bang.
Con la expansión de la estructura del Universo, aumenta la longitud de onda de las fuentes de luz distantes. En cuanto al brillo residual del Big Bang, se pudo observar en la parte visible del espectro en el momento de su emisión, luego se desplazó al infrarrojo y luego a la parte de microondas, y como resultado entrará en la parte de radio del espectro con una expansión continua. Su potencia e intensidad, así como la densidad de los fotones, continuarán disminuyendo con el tiempo.En cambio, concluirían que su galaxia representa el Universo entero. Que no hay nada más a su alrededor, y solo hay ellos. Sin ninguna pista sobre la existencia de algo, todavía no habrá deseos de buscar algo a distancias grandes e inexploradas, para tratar de encontrar las galaxias ultra distantes que están más cerca de nosotros hoy. No habrá motivos para sugerir la existencia del resplandor del Big Bang, ya que nadie notará la expansión del Universo. Todo lo que tenemos es nuestra galaxia, Milkdromeda, que se extiende por un par de cientos de miles de años luz. Pueden encontrar materia oscura en su propia galaxia, pero eso es todo. A menos que se encuentren con rastros ultrafusen ultra lejanos de las partes distantes del Universo, incluso podrán creer en la
hipótesis de un Universo estacionario .
Nuestro supercúmulo local, Lanyakeya , contiene la Vía Láctea, nuestro grupo local de galaxias, el cúmulo de Virgo y muchos grupos y cúmulos más pequeños en los patios traseros. Sin embargo, cada grupo y grupo está conectado gravitacionalmente solo con ellos mismos, y la energía oscura que expande el Universo los separará. Después de 100 mil millones de años, incluso la galaxia más cercana a nosotros fuera de nuestro grupo local estará a unos mil millones de años luz de distancia de nosotros, y estará a miles, o incluso millones de veces (dada el cambio de generaciones de estrellas dentro de ella) más débil que la actual más cercana a nosotros. galaxias Hoy podemos verlos con telescopios modernos, pero ¿entenderemos que debemos buscarlos y tenemos la suerte de mirar en la dirección correcta?¿Harán preguntas como de dónde vino su Galaxy? ¿Por qué es ella la única? ¿De dónde vino la materia para formar estrellas de larga vida? ¿Por qué hay tan pocas estrellas azules jóvenes? Sin evidencia de la expansión del universo, el Big Bang u objetos distantes fuera de la Vía Láctea, definitivamente sacarán conclusiones erróneas del siglo, si no la eternidad. Después de innumerables generaciones de buscar los abismos más profundos del Universo, sin encontrar nada, se verán obligados a concluir que están solos. Solo está su galaxia, solo sus estrellas, solo ellos. Solo en el abismo sin fin de la oscura soledad.
La galaxia aislada MCG + 01-02-015, sola durante más de 100,000,000 años luz en todas las direcciones, ahora se considera la galaxia más solitaria del Universo [el vacío de la galaxia es una de las galaxias encontradas en los vacíos espaciales / aprox. [trans.] En un futuro lejano, Milkdromeda estará aún más sola.Obtuvimos el privilegio en nuestra investigación de alcanzar el estado en el que nos encontramos, tanto evolutivamente como tecnológicamente, mientras el Universo aún es muy joven. Hoy vivimos en una época en que las galaxias más cercanas nos han mostrado un Universo en expansión, lo que nos insinúa la necesidad de buscar signos de aquellos tiempos en que el Universo era más pequeño, más denso y más caliente. Y encontramos signos muy confiables de esos tiempos, tanto cercanos como lejanos, y sabemos qué buscar a grandes distancias cósmicas gracias a lo que está a nuestro lado. Pero si no hubiéramos visto nada? Si pensáramos que nuestra galaxia es todo lo que existe? Simplemente no habría motivación para buscar más. En el futuro lejano de la civilización, debes mirar distancias cientos o incluso miles de veces grandes para ver los objetos más cercanos fuera de la galaxia.
Nuestras conclusiones sobre el estado actual de nuestro universo y su historia dependen de cuándo aparecimos.
Dark Energy Universe: nuestro universo. Podemos detectar esta energía oscura solo porque vivimos hoy; Si hubiéramos aparecido hace 11 mil millones de años, no lo habríamos notado. ¿Tal vez nos estamos perdiendo algo porque vivimos hoy, y no tarde o temprano?¿Te hace pensar, como pensó nuestro lector, que existen componentes o propiedades importantes del Universo que ya se han perdido? Suponemos que el Universo consiste en materia normal, radiación, materia oscura, neutrinos, agujeros negros y energía oscura, eso es prácticamente todo. Pero si miras hacia atrás, sabemos que los neutrinos y la radiación eran mucho más importantes que ahora, y que la energía oscura no se manifestó a un nivel detectable hasta que el Universo alcanzó varios miles de millones de años. ¿Podría haber otros tipos de energía en el Universo que desaparecieron antes de la radiación, cuya existencia desconocemos porque no hay evidencia de su presencia?
Varios componentes y contribuciones a la densidad de energía del universo, y los tiempos en que dominan. Si las cadenas cósmicas o las paredes de dominio existieran en una cantidad tangible, harían una contribución significativa a la expansión del Universo. Puede haber otros componentes, de modo que ya no podamos ver, ¡y aquellos que aún no han aparecido!Todo lo que podemos hacer ahora es establecer límites en estos componentes a partir de nuestra evidencia. Hablando de manera realista, estas limitaciones no son muy buenas. Podemos ver una parte suficiente del Universo para poder confirmar con confianza la exactitud de la hipótesis del Big Bang, y que el Universo debería tener un origen inflacionario, que preparó y generó el Big Bang. Pero además de esto, el Universo puede tener otros componentes que realmente jugaron un papel importante en el pasado distante, y sus signos ya no existen. Los científicos rara vez se concentran en esta posibilidad, ya que nuestras teorías reproducen bien lo que observamos. Pero en un futuro lejano, la situación será exactamente la misma: la suposición de un universo estacionario que ha existido sin cambios durante decenas de miles de millones de años funcionará muy bien.
Este es un recordatorio aleccionador de que no importa cuán bien funcionen nuestras teorías científicas, siempre se pueden revisar, y que nunca debemos dejar de buscar vacíos en ellas. Es en el límite de lo medible y lo observable que encontramos nuevas formas de avanzar. Sin explorar horizontes cada vez más distantes, desde lo subatómico hasta lo cósmico, nunca revelaremos las verdades más profundas del universo. Ya hemos aprendido mucho, pero, como muchos científicos, tengo la sensación de que todavía tenemos mucho por superar. Y para llegar allí, se requiere modestia, y tal vez búsquedas en lugares poco probables.
Ethan Siegel - astrofísico, divulgador científico, autor de ¡Comienza con un golpe! Escribió los libros "Más allá de la galaxia" [ Más allá de la galaxia ] y "Tracknología: la ciencia de Star Trek" [ Treknology ].