Investigadores creen que pudo haber un universo anterior al nuestro

Alejandro Riveiro

Alejandro Riveiro

Un grupo de investigadores, entre los que se incluye Roger Penrose, plantea que pudo haber un universo anterior al nuestro. Es algo que va en dirección opuesta a lo que nos indica nuestro conocimiento del universo en la actualidad. Pero, ¿podría ser así? ¿o debemos ser cautos ante el estudio?

El modelo cosmológico estándar

En la actualidad, la hipótesis más asentada es la del Big Bang. Nuestro universo nació a partir de un punto de una densidad y una temperatura muy elevadas. Según ese modelo, la evolución futura del universo es hacia la llamada muerte térmica. El escenario es bastante sencillo de imaginar. Por un lado, el universo seguirá expandiéndose indefinidamente. Por otro lado, sabemos que la cantidad de gas presente en el cosmos es finita.

Roger Penrose.
Crédito: Roger Penrose en una conferencia.
Crédito: Wikimedia Commons/Biswanup Ganguly

Es decir, nuestro universo tiene una cantidad limitada de material para dar lugar al nacimiento de nuevas estrellas. Por lo que, por lógica, habrá un momento en el futuro muy lejano (dentro de billones de años) en el que el universo no podrá formar más estrellas. A partir de ese punto, lo único que quedará serán las enanas rojas, estrellas mucho más pequeñas y tenues que el Sol, que tienen una esperanza de vida mucho mayor que la de nuestra estrella.

Desde su nacimiento hasta su muerte, el Sol tiene una vida aproximada de 10.000 millones de años. Se formó hace unos 4.500 millones de años y se calcula que le quedan otros 4.500 o 5.000 millones de años por delante. Próxima Centauri, la estrella más cercana (a 4,24 años-luz), es una enana roja. En su caso, se cree que vivirá unos 4 billones de años. Muchísimo más que el Sol. Las enanas rojas, en ese futuro increíblemente lejano, no estarán solas. Estarán acompañadas por los agujeros negros.

El papel de los agujeros negros y el modelo cosmológico cíclico conforme

Eventualmente, esas enanas rojas se apagaran y solo quedarán los agujeros negros. En una escala de tiempo muy grande (más de 10100 años) se calcula que los agujeros negros también se habrán evaporado a través de un mecanismo que conocemos como la radiación de Hawking. Fue planteado por el célebre Stephen Hawking. Nos permite explicar cómo, en un lapso de tiempo muy grande, muy superior al de la vida de una estrella, un agujero negro puede evaporarse.

Concepto artístico de un agujero negro.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Pero, dejemos apartado este concepto por un instante. A grandes rasgos, este es el modelo cosmológico estándar. Roger Penrose planteó, hace ya unos años, un modelo diferente, al que conocemos como el modelo cosmológico cíclico conforme. En él, el Big Bang no es un episodio aislado que dio lugar al nacimiento del cosmos. En su lugar, es un capítulo intermedio. Penrose plantea, así, que el universo atraviesa episodios de expansión y contracción.

Lo que nosotros llamamos Big Bang sería, en este contexto, el nacimiento de nuestro universo y, también, el final de un universo anterior. Ese universo anterior, en algún momento, debió dejar de expandirse y comenzó a contraerse sobre sí mismo. Con el paso del tiempo, toda la materia de ese universo terminó concentrada en ese punto infinitesimal del que surgiría el universo en el que vivimos. A nuestro universo, por tanto, le sucedería otro en el futuro, y así sucesivamente.

Buscando las huellas de un universo anterior

Pero, ¿cómo podemos verificar si realmente hubo un universo anterior al nuestro? Penrose, y el resto de investigadores, plantean el siguiente escenario. Los agujeros negros son objetos muy fríos, pero no están en la temperatura del cero absoluto. Es decir, tienen un poquito de calor, por poco que sea. Por lo que, con las herramientas adecuadas, por medio de la tecnología, podríamos observar el brillo de esos agujeros negros en los datos.

Imagen de la radiación de fonndo de microondas.
Crédito: NASA/WMAP Science Team

Los investigadores plantean que los agujeros negros supermasivos, de las galaxias y los cúmulos de galaxias más grandes del universo anterior, podrían ser perceptibles en lo que conocemos como la radiación de fondo de microondas. Esa radiación, emitida tan solo 370.000 años después del Big Bang, es la luz más antigua del universo. Si hay alguna huella de que hubo un universo anterior al nuestro, según los investigadores, sin duda estará en esa radiación.

¿Qué deberíamos esperar encontrar? Pues pequeños puntos que indicasen la posición de los agujeros negros más grandes del universo anterior. Una pequeñísima parte de su energía debería haber sobrevivido, según su teoría, y haber quedado plasmada en la radiación de fondo de microondas. Solo que, en este caso, al tener en cuenta la expansión del universo, no deberíamos verlos como puntos, sino como pequeños círculos concéntricos en la radiación de fondo.

Los círculos son visibles

Lo más llamativo es que, efectivamente, en la radiación de fondo de microondas, los investigadores han identificado varios lugares en los que se pueden apreciar esos círculos concéntricos. Su naturaleza no está completamente clara. Hace unos años, un grupo diferente de investigadores concluyó que estos círculos son, simplemente, errores en la lectura de la radiación del fondo de microondas. Provocados, presumiblemente, por la presencia de polvo intergaláctico.

Imagen de la radiación de fondo con varios puntos de Hawking resaltados.
Crédito: Daniel An, Krzysztof A. Meissner y Roger Penrose. BICEP2 Collaboration, V. G. Gurzadyan/PRNewsfoto/The Penrose Institute

Para Penrose y los investigadores de este estudio, sin embargo, esos círculos tienen una explicación diferente. Son las huellas de esos agujeros negros que existieron en un universo anterior al nuestro. Aquí, sin embargo, nos encontramos con varios inconvenientes. Por un lado, la radiación de Hawking no ha sido observada todavía. Se ha demostrado a nivel teórico, pero no se ha visto todavía en el universo en funcionamiento.

Por otro lado, esos puntos de los agujeros negros supermasivos, que se denominan puntos de Hawking, están asociados a la radiación de Hawking. Por lo que su existencia, por supuesto, está en el aire. Si no se ha observado la radiación de Hawking, se antoja muy difícil poder verificar la existencia de una consecuencia directa de ese fenómeno. Además, tenemos la propia observación del cosmos. Todo nos indica que el universo no solo sigue expandiéndose, sino que la velocidad de esa expansión está acelerando.

Una idea tentadora pero con una base muy frágil

Es decir, no hay ninguna señal a la vista que haga pensar que en un futuro, por lejano que pudiese ser, el universo vaya a colapsar sobre sí mismo para dar lugar a uno nuevo. Este es, probablemente, el talón de Aquiles del estudio. Sobre el papel, lo que plantea es una idea que puede resultar más o menos atractiva a muchos niveles (tanto científicos como más filosóficos). Pero en la práctica, no hay nada que parezca apoyar el planteamiento.

El campo ultraprofundo de Hubble, que muestra algunas de las galaxias más lejanas conocidas, fotografiado en 2012.
Crédito: NASA, ESA, R. Ellis (Caltech), and the HUDF 2012 Team

Lo que sí podemos tener claro es que la radiación de fondo de microondas seguirá siendo un campo de estudio intenso. No solo porque nos permite conocer las primeras etapas del universo, sino porque se cree que podría darnos otras respuestas. Se ha planteado que, por ejemplo, es aquí también donde podríamos esperar encontrar las señales del Big Bang, en forma de ondas gravitacionales. Algo que, de ser encontrado, terminaría de invalidar por completo la idea de la cosmología cíclica conforme.

Además, también se cree que la radiación de fondo nos podría permitir verificar si hay otros universos. Algunos investigadores han planteado que nuestro universo quizá fuese fruto de una colisión entre universos. O que, simplemente, chocase con otro universo en el pasado. Eso debería ser visible en el fondo de radiación como una especie de cicatriz (por llamarla de alguna manera). De momento no hay evidencias concluyentes en ese sentido. Pero con el tiempo, encontraremos respuestas. Somos seres curiosos por naturaleza…