2007/07/24

La muerte del universo

El físico y astrónomo inglés sir James Jeans escribió sobre la muerte final del universo, que él denominó "muerte térmica", a comienzos del siglo XX : "La segunda ley de la termodinámica predice que sólo puede haber un final para el universo, una "muerte térmica" en la que la temperatura es tan baja que hace la vida imposible". Toda la energía tenderá a acabar en la forma más degradada, la energía térmica; en un estado de total equilibrío termodinámico y a una temperatura cercana al cero absoluto, que impedirán cualquier posibilidad de extracción de energía útil. Será el desorden más absoluto (la máxima entropía) del que ya no se podrá extraer orden (baja entropía).

En esta "muerte térmica" del universo, el factor más importante lo marcará la segunda ley de la termodinámica, que afirma que cualquier proceso crea un incremento neto en la cantidad de desorden o entropía del universo. Esta ley que rige para el universo entero es una parte cotidiana de nuestras vidas. Al echar leche en una taza de café, por ejemplo, el orden que representaba las dos tazas separadas de café y leche se ha transformado en un desorden representado por una mezcla aleatoria de café y leche. La tendencia a mezclarse es la más natural (aumento de desorden o entropía), lo contrario, el desmezclarse es practicamente imposible y necesitaría de una serie de procesos que tomarían orden del entorno para devolver más desorden. Al final el resultado total sería más desorden, aunque en una región limitada podríamos haber obtenido más orden.

La entropía esta aumentando incesantemente en las estrellas tanto como en nuestro planeta. Esto significa que, con el tiempo, las estrellas agotarán su combustible nuclear y morirán, convirtiéndose en masas muertas de materia nuclear. El universo se oscurecerá a mediad que las estrellas, una a una, dejen de centellear. Todas las estrellas se convertirán en agujeros negros, estrellas de neutrones o estrellas enanas frías (dependiendo de su masa) en menos de 1024 años a medida que sus hornos nucleares se apaguen. En menos de 1032 años, según las Teorías de Gran Unificación (GUT) los protones y los neutrones probablemente se desintegraran, por ser inestables en grandes escalas de tiempo. Eso significa que toda la materia tal como la conocemos, nuestros cuerpos, la Tierra o el sistema solar se desintegrará en partículas más pequeñas tales como electrones y neutrinos.

Despues de un periodo, practicamente inimaginable en nuestra escala temporal, de 10100años (un gugol)(***) la temperatura del universo se acercará al cero absoluto, pero incluso en un universo desolado y frío, a temperaturas próximas al cero absoluto, existe una última fuente remanente de energía: los agujeros negros. Según Hawking, no son completamente negros, dejan escapar energía lentamente al exterior. En este futuro distante, podrían ser preservadores de la vida porque evaporarían energía lentamente. Las civilizaciones inteligentes, se reducirían a patéticos y míseros puestos fronterizos agarrándose a un agujero negro.

Pero ¿y después de 10100años, cuando los agujeros negros en evaporación hayan agotado la mayor parte de su energía?. Esta cuestión puede carecer de sentido con el conocimiento actual. Los astrónomos John D. Barrow de la Universidad de Sussex y Joseph Silk de la Universidad de California en Berkeley indican que la teoría cuántica, en esta escala de tiempo tan formidable, deja abierta la posibilidad de que nuestro universo pueda pasar, por ejemplo, por una especie de efecto túnel a otro universo. En esta escala de 10100años ya no puede descartarse este tipo de raros sucesos cuánticos cósmicos.


Estos astrónomos añaden, en plan optimista:"Donde hay teoría cuántica hay esperanza. Nunca podemos estar completamente seguros de que esta muerte térmica tendrá lugar porque nunca podemos predecir con completa certeza el futuro de un universo mecanocuántico; pues en un futuro cuántico infinito todo lo que puede suceder, llegará a suceder".







(***) Este valor sólo es comprensible en una comparación a escala logarítmica, en que convertimos el 10 en 1, el 1000 en 3, ó el 10.000 en 4. En esa escala la edad de un niño de 10 años, sería a la edad del universo actual, como esta sería al valor de un gugol.






Fuente:"Hiperespacio", de Michio Kaku.CRÍTICA, Barcelona. 1996. Un libro que no sólo es tan divertido como un relato de ciencia ficción, sino mucho más fantástico.Es como un anticipo de la ciencia que nos deparará este siglo XXI. Escrito por el Dr. Kaku de la City University de Nueva York.

11 comentarios:

yuip dijo...

Me ha gustado mucho el artículo, y la parte de

"En este futuro distante, podrían ser preservadores de la vida porque evaporarían energía lentamente. Las civilizaciones inteligentes, se reducirían a patéticos y míseros puestos fronterizos agarrándose a un agujero negro."

parece una sinopsis perfecta para una gran novela de ciencia ficción (no se por qué, pero me ha venido a la mente Los propios dioses, de Asimov).

Por otro lado, comentarte que 10^100 en escala logarítmica son 100, así que respondería más bien a la edad de un anciano de 100 años no?

Sigue asi, un saludo.

Salvador dijo...

Gracias Yuip.
Redondeando la edad del universo a 10^10, tendremos:

En la escala natural no hay proporcionalidad:
10 años------->10^10 años
10^10 años------->10^100 años.


En escala logarítmica si que hay proporcionalidad:

1 --------> 10
10 --------->100

Saludos.

Sergio L. dijo...

¡Qué casualidad! Acabo de comprarme el libro de Kaku y me encuentro con tu artículo. ¿Querrá decir algo? Hoy mismo empiezo a leerlo.

Un saludo.

Sergio L. Palacios dijo...

¡Qué casualidad! Acabo de comprarme el libro de Kaku y me encuentro con tu artículo. ¿Querrá decir algo? Hoy mismo empiezo a leerlo.

Un saludo.

Anónimo dijo...

yeyo dice;
la teoria esta basada con fu ndamentos reales pero existe demaciados huecos la cual hace quela teoria sea quebradiza la cual se puede refutar facilmente.
1)si dijo einstein que E=mc2,por lo tanto E=energia (variable independiente) ,m=masa (materia,variable independiente)y c2 =la velocidad de la luz al cuadrado.
2)la energia no secrea ni se destruye solo se transforma.
con solo estos dos puntos se puede desequilibrar la teoria de la muerte del universo porque se llega que la materia es enegia e inversamete y portanto el universo es eterno y la materia esta en constante movimiento.

Salvador dijo...

Yeyo, puedes tener toda la energía del mundo y no poder hacer nada con ella. Es como querer sacar energía hidráulica para producir electricidad en un mundo sin desniveles. No consigues que haya diferentes niveles de energía para poder realizar un trabajo. En eso consiste el estado final, la llamada muerte térmica. Toda la energía se ha degradado hasta la forma de energía térmica y toda está al mismo nivel.

Anónimo dijo...

UNA TEORIÍA OPTIMISTA SOBRE EL UNIVERSO

Cuando se habla del fin del universo, la mayoría de las teorías más conocidas predicen un final apocalíptico.

Unos, opinan que terminará: frío, disperso, oscuro y degradado y otros, hasta hace poco, creían que cuando el universo terminara de expandirse como consecuencia de la gran explosión volvería a contraerse por efecto de la gravedad y que posiblemente se repetiría la historia del puntito explosivo, aunque los últimos descubrimientos sobre la expansión acelerada del universo, apuntan, a que eso parece que no va ha ser posible.

Para los que creen en finales apocalípticos, así tendrá que ser para ellos el fin del Universo, porque si consideran que la cantidad de materia-energía es finita y constante y el universo se les está expandiendo y perdiendo densidad aceleradamente pues entonces, necesariamente va a tener que terminar desgarrado.

Otros creemos que el universo, (espacio + energía + materia) incluso el tiempo, siempre ha estado ahí y que siempre estará ahí, creemos que el Todo es eterno, porque crece y se recicla.


Creemos que la energía degradada en forma de calor, de muy bajas temperaturas, lo que hace es mantener los sitios mas fríos del universo visible a unas temperaturas, algo superiores al cero absoluto, que es de – 273.15º centígrados ó 0º kelvin, prueba de ello, es que en ninguna parte del universo visible se han detectado temperaturas con el cero absoluto y esta situación sirve para que los átomos no pierdan totalmente su actividad interna y su volumen y probablemente hasta colapsen, eso no lo podemos saber porque, en el universo visible, es imposible lograr el cero absoluto. Estas temperaturas, producto de la degradación de la energía, aunque mínimas, garantizan que los componentes subatómicos, ya sean partículas o cuerdas, se mantengan activos, a una vibración mínima, aunque pierdan su capacidad de emitir energía electromagnética.

En laboratorios se han logrado las temperaturas más frías conocidas, más frías que las temperaturas más bajas registradas en la naturaleza, y muy cercanas al cero absoluto y se ha observado que gases como el helio prácticamente desaparecen muy cerca de los cero grados K, después de sufrir un proceso de perdida de volumen y de perdida de la actividad subatómica.

Motores naturales recicladores de la energía degradada.

De estos hechos deducimos que los átomos a nivel del microcosmos y los agujeros negros y las supernovas a nivel del macro cosmos tienen, como otra de sus funciones, servir como motores recicladores de la energía que se degradada ya sea en forma de calor o como cualquier otro tipo de radiación emitida hacia el espacio exterior. Tanto átomos como agujeros negros toman la energía del medio y con ella los átomos pueden mantener su mínima actividad interna, y los agujeros negros la almacenan y hasta logran convertir por acumulación, cantidades mínimas de materia-energía inservibles, en incalculables cantidades de masa capaces de producir grandes presiones, grandes temperaturas y grandes explosiones nucleares. El universo se recicla.


Materia oscura

Creemos que todo es energía. Que la materia es también energía. Que la materia puede transformarse en energía. Si la energía se condensa conforma la materia. La materia es energía concentrada más densa y menos activa que la energía.

Hay dos tipos de materia dependiendo de su actividad interna y de su temperatura: la materia visible o activa, organizada en forma de átomos que emite radiaciones y la materia fría, desenergizada o materia oscura, inactiva, que no irradia energía electromagnética.

En otras palabras: La materia muy fría es materia inactiva, que le falta energía para organizarse en forma de átomos y que no emite radiaciones, por eso también es llamada materia oscura.

La materia visible es materia relativamente caliente o medianamente energizada, organizada en átomos, o sea la materia conocida, es materia activa que emite radiaciones, no solo luz, como la emitida por los astros, sino todo tipo de ondas electromagnéticas y esta energía viaja por el espacio en todas las direcciones, es lógico que el espacio cercano al conjunto material conocido donde nosotros habitamos esté muy saturado de la energía radiante emitida por el universo visible y que el espacio más externo, mas distante, más grande, más frío y más oscuro, este cada vez menos saturado de radiación, allá en el espacio exterior frío está irregularmente dispersa la mayor cantidad de materia oscura, la que todavía no ha alcanzado a ser activada ni por la energía radiante emitida y enviada hacia allá por la materia activa, ni por la energía en gestación en el interior de sus múltiples agujeros negros donde se va concentrando esa materia fría y densa, en espera de su reactivación por suficiente acumulación de calor y presión y posterior explosión debida su actividad nuclear.

Una parte de la materia oscura está distribuida, en forma de nodos (probablemente agujeros negros) entre la materia visible pero la mayor cantidad de materia oscura está localizada en el espacio más exterior, orbitando como una corteza irregular que envuelve y atrae la materia visible, gracias a su mayor masa. En esa oscura y fría corteza exterior proliferan los agujeros negros, capturando la energía-materia que se escapa irradiada del universo visible.

No hay energía oscura

Creemos que NO existe la energía oscura, creemos que solo existe materia oscura, pero que es la misma materia conocida, los mismos componentes subátomicos, disponibles como materia prima para ser reactivados y construir átomos, y que mientras tanto son materia oscura, inactiva, fría y desenergizada.

No creemos que exista la antigravedad o fuerza repulsiva que sea la responsable de la expansión acelerada del universo.

El total de masa-energía del universo no puede contraerse y colapsar, porque orbita aceleradamente alrededor de su centro de gravedad con una fuerza centrifuga cada vez mayor, aceleradamente gracias al continuo aporte de energía que se incorpora como energía cinética al acelerado proceso expansivo del universo, ya sea que dicha energía, sea el resultado de la nueva transformación de materia oscura en energía o que también gran parte de esa energía, sea creada, en caso de que sea válida la gran herejía.

Esas mayores concentraciones de energía oscura localizadas irregularmente en la periferia, orbitando también aceleradamente en el espacio más exterior, ayudan a la expansión acelerada del universo conocido, arrastrando, por efecto de la gravedad al conjunto menor de materia-energía visible localizado más cerca del centro del todo.

La materia oscura no puede ocupar o saturar uniformemente el espacio vacío porque no sería posible la falta de fricción que viabiliza los movimientos orbitales de los cuerpos celestes. Sin vacío y sin inercia nada orbitaría.

Si es válida la “gran herejía” la energía se creará siempre y si es válida la teoría del “eterno infinito” la energía-materia será infinita y siempre estará disponible.

Los agujeros negros y las supernovas son úteros cósmicos donde se gestan y/o reciclan las nuevas energías necesarias para la conquista futura del infinito, frío y negro espacio vacío.

El ciclo se repite indefinidamente, la cantidad de materia-energía visible será cada vez mayor y colonizará el espacio infinito y así será durante el tiempo infinito.

La materia visible, actualmente activada por la energía es solamente el 4% del limitado universo aceptado por los amigos del big bang, que es solamente lo poco que se ha podido ver. Falta mucho por hacer.

Ya sea que la energía-materia sea infinita o que se cree, porque sea valida la gran herejía, de todos modos el futuro del universo no será apocalíptico.

El universo crece y se va reciclando, por eso no habrá ni muertes térmicas ni desgarres.

La energía se crea ó la materia es infinita.

El universo conocido y visible será cada vez mas grande, cada vez se activará más materia oscura y se convertirá en materia activa, en materia visible y en energía, cada vez se iluminará más el infinito.


Martín Jaramillo Pérez
martinjaramilloperez@gmail.com

Anónimo dijo...

hola algunos de los comentarios son impresionantes , especialmente el de anonimo, ero en fin voy a explicar mi humilde opinion, yo creo igual q anonimo q la energia , tiempo y espacio siempre han exsistido de una forma u otra, por que por que asa ahora todo los descubrmientos q hemos hecho dan indicios y conclusiones que cualuier practica, cualquier evolucion y cuaquier acontecimiento ha sido hasta ahora cicclico, tal com las eras glaciales, las innumerables veces que la tierra ha sido azotada, por catastrofes o extinciones masivas , e innmerables acontimientos, lo mismo pasa con el universo se expande y se regenera, la materia crea nuevos eleemntos para asi seguir creando mas energia y asi sucesivamente mas elemntos, tengamos en cuenta q la edad del universo es la un niñ infanteentonces todava faltan muchos cambios y nuevas experencias por descubrir, por otro lado si tomamos e cuenta la fisica cuantica , sabremos q cualquier posiilidad q podmos imaginar ha de suceder entonces si solo nos guiamos por este rpincipio sabemos q el universo es infinito en espacio y tiempo , or q lo necesita para realizar toda las probailidades, por otra parte tengamos en cuenta el universo comenzo a expandirse e incrementar su velocidad de expansion con en su temprana edad , echo repentino sin mayor explicacion , entonces podemosdecir q dichos contecimiwentos pueden suceder en un futuro no sabems q tipo de fenomeno pero puede sr cualquiera para cambiar la forma deevolucio donde guia a otro patron de expancion simplemente por proabilidad no por teoria, entonces puedo decir q nos regimos a un viaje concatendado de echs aleatorios , y de infinitas pobabilidades es mi opinion teniendo en cuenta q mi coeficiente supera los 190 si alguien quiere darme una opinion estoy dsipuesto a leer cualquier pensamiento todos son interesante y dignos de cuestionarlos con sus ecxepciones (vicstill1980@hotmail.com)

Anónimo dijo...

Interesante artículo.

Coeficiente de 190, capacidad de expresión digna de un chaval de 15 años.
Espero que los físicos del mundo tengan autonomía suficiente para hilar dos frases consecutivas, se espanta uno al leer sendos comentarios.

Jecholls dijo...

Qué curiosidad que escribas sobre esto ahora, Javi, porque llevo un verano debatiendo bastante sobre estos temas con un amigo que, aunque estudia Historia, está como yo interesado en casi todas las cuestiones del Universo. Hablamos de física, del tiempo, de la entropía y de la flecha del tiempo, incluso llegando a sacar nuestras propias teorías que espermaos próximamente unificar en forma de artículos (proyecto que surgió curiosamente esta noche en una agradable cena).

A propósito... el libro de Michio Kaku ha caído casi en mis manos. Me lo recomendó precisamente este amigo y me hice con él el otro día junto a la Breve historia del tiempo de Hawkings. Estoy esperando a que me llegue el pedido todavía a casa. Voy a tener que reestructurar bastante algunas de mis estanterías.... ¡pedí muchas cosas!

:D

Un placer leerte, siempre.

J

Anónimo dijo...

en un futuro cuántico infinito todo lo que puede suceder, llegará a suceder".
Frase genial!!

y referido a la entropia....tenia pensado que al aumentar la entropia se conseguia orden (mas estabilidad=menos energia) pero parece que me equivoco, tendré que repasar mis apuntes de termodinamica jejejeje.