¿Cuál puede ser el final del universo?

La densidad de materia del universo determina su forma o geometría según los casos que aparecen en la imagen:

  • Si la densidad es superior a una densidad crítica, la geometría del espacio será cerrada. En un espacio de 2 dimensiones, esto equivale a la curvatura positiva de una esfera.
  • Si la densidad del universo fuera inferior a la densidad crítica, la geometría sería abierta. En un espacio de 2 dimensiones, equivaldría a la curvatura negativa de una esfera.
  • Si la densidad del universo fuera igual a la crítica, la geometría sería plana.
Formas del universo según la densidad de materia (Fuente)

Formas del universo según la densidad de materia (Fuente)

El satélite WMAP da cuenta de la forma de nuestro universo midiendo las diferencias en la radiación de fondo de microondas y según sean estas:
Distintos resultados de la radiación de fondo se corresponden con distintas geometrías (Fuente)

Distintos resultados de la radiación de fondo se corresponden con distintas geometrías (Fuente)

Actividad 1. ¿Cuál puede ser el final del universo?

Para medir la densidad de materia en el universo puede medirse la cantidad de materia brillante o puede medirse la influencia gravitatoria de esta materia. Estas dos medidas difieren una de la otra, dando lugar a una de las grandes preguntas de la cosmología actual, la materia oscura.  Esta idea aparece de alguna manera en 1922 con la medida de la masa del disco galáctico por James Jeans, y es confirmada primero por Zwicky y después Vera Rubin (a mediados de los 70) al medir velocidades de estrellas en galaxias espirales (Trimble, 2013). Algunos cosmólogos explican dicha materia oscura  a  partir  de  la  masa  de  los  neutrinos,  otros,  como  Stephen  Hawking  mediante agujeros negros microscópicos y otros con partículas exóticas aún no detectadas. El vídeo siguiente explica de forma sencilla este concepto:

Teniendo en cuenta la densidad correspondiente a la materia ordinaria y la correspondiente a la materia oscura, apenas se llega a un 30% de la densidad crítica. En 1980 la teoría de la inflación apareció para resolver algunas inconsistencias de la teoría del Big Bang, y entre otras cosas predecía un universo con densidad cercana a la crítica, resultado que coincide con los datos obtenidos por WMAP en la medida de las homogeneidades de la radiación de fondo (Figura 26) A esa contribución del 70% restante a la densidad del universo se le ha dado en llamar energía oscura. Descubierta en 1998 gracias al uso de supernovas para calcular grandes distancias (Nobel de Física 2011  Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam G. Riess), hace que actualmente el universo se encuentre en expansión acelerada.  El vídeo siguiente (en inglés) explica muy sencillamente la idea de energía oscura.

Puedes encontrar más información sobre Energía y Materia oscura en este documental emitido por canal historia de título “El universo: Materia oscura, energía oscura”  o en este cómic, que  en forma de animación describe la materia y energía oscuras (en Inglés)

Actividad 2. ¿Cuál es el porcentaje de materia ordinaria, materia oscura y energía oscura en el universo según los últimos datos?

 

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