El final más aterrador del Universo es real: un equipo de físicos consigue reproducirlo en laboratorio

Todo lo que existe, en algún momento dejará de existir. Es una ley de la Naturaleza. Una ley absoluta, dramática, inexorable, que afecta del mismo modo a los humanos, que apenas vivimos unas décadas, y a las estrellas, cuya existencia se mide en miles de millones de años. Y esa misma regla se aplica, también, al Universo entero. De la misma forma en que tuvo un comienzo hace unos 13.800 millones de años con el estallido del Big Bang, el Universo también tendrá, irremediablemente, un final.¿Pero cómo será ese final? Durante mucho tiempo, la ciencia ha tratado de averiguarlo. Los cosmólogos suelen barajar tres grandes escenarios, cada uno con sus defensores y sus detractores. El primero, y quizá el más conocido, es la ‘Gran Implosión’ o ‘Big Crunch’, en el que la fuerza de la gravedad acabaría frenando la expansión del Universo hasta invertirla, obligando a toda la materia a colapsar de nuevo en un punto minúsculo y de densidad infinita. Se trata de un final que hoy se considera muy improbable, porque el Universo se sigue expandiendo, y lo hace además cada vez más deprisa.El segundo posible final, mucho más plausible, es la ‘Muerte Térmica’ o ‘Big Freeze’, una expansión universal eterna que alejaría tanto a las galaxias que la formación de nuevas estrellas se detendría, sumiendo al cosmos en un abismo gélido, oscuro y muerto. Y, por último, el violento ‘Big Rip’, el ‘Gran Desgarro’, en el que una expansión cada vez más acelerada terminaría por despedazar primero las galaxias, luego los planetas y, finalmente, las fuerzas que mantienen unidos a los mismísimos átomos.Noticia relacionada general No No Algo extraño sucede en Urano y Neptuno José Manuel NievesCualquiera de estos posibles finales sobrecoge, es cierto. Pero todos ellos implican una agonía prolongada a lo largo de eones de tiempo. Existe, sin embargo, una cuarta posibilidad de la que la física moderna ha empezado a hablar seriamente en los últimos años. Una forma de extinción drástica , repentina y, sin lugar a dudas, mucho más terrible e inesperada: el ‘decaimiento del falso vacío’.El ‘falso vacío’El vacío, entendido como la ‘nada’, el espacio que queda en una caja cuando extraemos todo su contenido, no existe en absoluto. En física cuántica, el vacío es algo plenamente material, un ‘burbujeo’ incesante de partículas virtuales que entran y salen continuamente de la realidad. Es, por utilizar una imagen cercana, la ‘otra cara’ de la materia. De hecho, la materia y todo lo que somos no podría existir sin el vacío, un tapiz invisible pero rebosante de energía latente que le da soporte y textura a la realidad.Y es precisamente ahí, en las profundidades de ese ‘vacío cuántico’ donde acecha el peligro mortal. Lo explica con meridiana claridad el físico del CERN Guido Tonelli en su reciente libro libro ‘La elegancia del vacío’. En una entrevista con ABC, Tonelli deja muy clara la verdadera magnitud a la que nos enfrentamos.Noticia relacionada No No En el equipo que halló la ‘partícula de Dios’ Guido Tonelli: «Ciencia y religión comparten la idea de la asombrosa fragilidad de todo lo que existe» José Manuel NievesPodríamos imaginar que el Universo entero es un gigantesco y lujoso hotel construido en la escarpada ladera de una gran montaña. Durante miles de millones de años, los ‘huéspedes’ del hotel (las estrellas, los planetas, nosotros…) hemos vivido en él con la absoluta convicción de que el edificio estaba sólidamente anclado en roca firme. Todo nos parecía perfectamente estable: la fuerza de gravedad funciona con precisión y los átomos mantienen pacíficamente su forma. A este estado de aparente y reconfortante calma, la ciencia lo denomina ‘el vacío actual’.Pero en los últimos años los físicos han descubierto algo inquietante. Ese estado de ‘reposo’ en el que creemos estar es engañoso. Y resulta que nuestro espléndido ‘hotel’ no se encuentra en el fondo del valle, en el punto más bajo, estable y seguro (lo que la física denomina un ‘Vacío Verdadero’). En realidad, nuestro Universo se ha quedado detenido, casi por casualidad, en una pequeña repisa o terraza a mitad de la pendiente. Es un lugar cómodo, sí, pero es un ‘Falso Vacío’.Pero veamos. En la naturaleza, cualquier sistema tiende siempre a buscar el nivel de energía más bajo posible, del mismo modo que una pelota siempre rueda colina abajo hasta encontrar suelo llano y finalmente detenerse. Y nuestro Universo, concretamente el campo de Higgs (la red invisible responsable de otorgar masa a todas las partículas elementales), no está en su nivel más bajo posible de energía, sino que se halla en un estado que los físicos denominan ‘metaestable’. Es decir, estamos en equilibrio, sí, pero se trata de un equilibrio precariamente frágil. Somos la pelota atascada en un saliente rocoso mientras el verdadero abismo del valle aún se abre a nuestros pies, kilómetros más abajo.El fantasma que atraviesa paredesY aquí es donde entra en juego la física cuántica. En nuestro mundo cotidiano y macroscópico, si una pelota descansa tranquilamente en una terraza, necesita obligatoriamente que algo, una fuerza externa, le dé un empujón para caer al precipicio. Pero en el enloquecido mundo de las partículas subatómicas existe el fenómeno del ‘efecto túnel’, una posibilidad mínima, casi infinitesimal pero matemáticamente real, de que una partícula atraviese, como por arte de magia, la barrera que la retiene en la cornisa y aparezca al otro lado de la pendiente, precipitándose de golpe hacia el ‘vacío verdadero’.Si un solo punto del espacio cayera al vacío verdadero, una burbuja devoradora de mundos se expandiría a la velocidad de la luz, desintegrándolo todo a su paso y sin previo avisoDe modo que, si en algún remoto rincón del cosmos el puro azar hace que un único punto del espacio logre ‘tunelar’ hacia ese estado de menor energía, se desencadenaría el fin definitivo de la historia. Inmediatamente, nacería una burbuja de vacío real. Y aquí reside el gran horror: esa burbuja comenzaría a expandirse inexorablemente en todas direcciones a la velocidad de la luz.Dentro de la burbuja, las leyes de la física, al menos tal y como las conocemos y necesitamos para existir, serían radicalmente distintas. El campo de Higgs tendría una intensidad diferente, alterando de golpe la masa de los bloques de construcción de la realidad. Todos los átomos del cosmos se desintegrarían al instante de entrar en contacto con el nuevo vacío. La química básica se volvería imposible; nuestro sofisticado ADN se desharía como papel quemado.Un final espantoso, pero a la vez macabramente elegante, porque nadie se daría cuenta de nada. Nadie vería venir esa burbuja devoradora de mundos, porque al crecer a la velocidad de la luz (la máxima permitida en el Universo y a la que viaja la información), no habría radiotelescopio ni instrumento científico capaz de hacernos llegar un aviso de lo que se avecina.De modo que, en una fracción de microsegundo, el implacable frente de la burbuja atravesaría la Tierra entera y nos barrería de la existencia antes de que nuestro cerebro tuviera tiempo siquiera de registrar el suceso. Sería un apagón absoluto, silencioso, instantáneo, limpio y perfecto.De la teoría a la realidadHasta ahora, sin embargo, nadie creía que esa fuera una posibilidad real. Desde que físicos teóricos como Sidney Coleman plantearon la idea del decaimiento del falso vacío a finales de los años 70, muchos lo catalogaron como una simple y extravagante pirueta matemática. Eso, decían, nunca podría suceder de verdad. Pero la ciencia empírica, la de los experimentos comprobados, nunca se detiene, y lo que parecía indetectable e imposible ya no lo es. Ahora, en efecto, un nuevo estudio recién publicado en ‘ Physical Review Letters ‘ no solo ha confirmado que el decaimiento del falso vacío es una posibilidad real, sino que ha logrado simular su mecanismo en laboratorio.Lo ha conseguido un equipo internacional de físicos, que ha diseñado un experimento asombroso para recrear a nivel microscópico ese cataclismo cósmico utilizando lo que se conoce como ‘átomos de Rydberg’. Se trata de átomos altamente excitados mediante el impacto de láseres, de manera que sus electrones se ven obligados a orbitar a distancias formidables del núcleo. Estos ‘átomos gigantes’ pueden llegar a ser entre 10.000 y 100.000 veces más grandes que en su estado normal, lo que los convierte en ‘lienzos’ perfectos para modelar escenarios cuánticos extremos.Los investigadores dispusieron esos enormes átomos en una sofisticada configuración de anillo y, jugando con sus orientaciones magnéticas (los espines), recrearon dos estados de energía diferenciados: uno análogo al falso vacío y otro al vacío verdadero. ‘Utilizando diferentes intensidades de láser -escriben los científicos en su artículo- fuimos capaces de aislar los estados de energía de los átomos«. Y allí mismo, ante sus instrumentos, pudieron observar cómo se producía en tiempo real ese temido decaimiento y la ‘nucleación de burbujas’ por fluctuación cuántica. El experimento, por tanto, demuestra sin asomo de dudas que la temida transición de ‘falso vacío’ a ‘vacío real’ no es una simple quimera matemática, sino un proceso dinámico regido por reglas predecibles y que puede darse en la realidad.El trabajo, junto a otros estudios realizados con supercomputación cuántica en lugares como la Universidad de Leeds, obligan a tomarse la amenaza muy en serio. Según los investigadores, tras analizar los resultados de las burbujas, el escenario observado no deja lugar a la esperanza. El Universo cambiaría fundamentalmente su estructura, y colapsaría irremediablemente como un castillo de naipes. Y lo que fuera que existiese, desaparecería de inmediato.El consuelo del tiempo¿Pero debemos perder el sueño ante la certeza de que bajo nuestros pies cuánticos hay una trampa a punto de saltar? Afortunadamente, no. Aunque las implacables matemáticas de la física de partículas certifican que nuestro vacío es ‘falso’ y está irremediablemente condenado a caer algún día al fondo del valle, las probabilidades de que un evento así ocurra en un momento cercano son tranquilizadoramente pequeñas.De hecho, el tiempo estimado por los teóricos para que las fluctuaciones cuánticas generen esta letal burbuja en expansión es enorme, muchísimo mayor incluso que la edad de nuestro Universo. Estamos hablando de cifras incomprensibles para la mente humana: miles de millones de billones de años en un remoto y oscuro futuro.MÁS INFORMACIÓN noticia Si Un ‘Google Maps’ del pasado permite saber dónde estaba su ciudad (o un continente perdido) hace millones de años noticia Si La NASA quiere que Plutón vuelva a ser un planetaY es que el tiempo cósmico no entiende de parámetros humanos. Toda nuestra historia, nuestra ciencia, nuestros miedos, nuestros mayores triunfos… nuestra existencia al completo, apenas ocurren en el levísimo parpadeo de tiempo en el que el Universo ha decidido tomarse un descanso. Un respiro engañoso sobre una repisa helada antes de lanzarse, inexorablemente, hacia el abismo al que está destinado. Todo lo que existe, en algún momento dejará de existir. Es una ley de la Naturaleza. Una ley absoluta, dramática, inexorable, que afecta del mismo modo a los humanos, que apenas vivimos unas décadas, y a las estrellas, cuya existencia se mide en miles de millones de años. Y esa misma regla se aplica, también, al Universo entero. De la misma forma en que tuvo un comienzo hace unos 13.800 millones de años con el estallido del Big Bang, el Universo también tendrá, irremediablemente, un final.¿Pero cómo será ese final? Durante mucho tiempo, la ciencia ha tratado de averiguarlo. Los cosmólogos suelen barajar tres grandes escenarios, cada uno con sus defensores y sus detractores. El primero, y quizá el más conocido, es la ‘Gran Implosión’ o ‘Big Crunch’, en el que la fuerza de la gravedad acabaría frenando la expansión del Universo hasta invertirla, obligando a toda la materia a colapsar de nuevo en un punto minúsculo y de densidad infinita. Se trata de un final que hoy se considera muy improbable, porque el Universo se sigue expandiendo, y lo hace además cada vez más deprisa.El segundo posible final, mucho más plausible, es la ‘Muerte Térmica’ o ‘Big Freeze’, una expansión universal eterna que alejaría tanto a las galaxias que la formación de nuevas estrellas se detendría, sumiendo al cosmos en un abismo gélido, oscuro y muerto. Y, por último, el violento ‘Big Rip’, el ‘Gran Desgarro’, en el que una expansión cada vez más acelerada terminaría por despedazar primero las galaxias, luego los planetas y, finalmente, las fuerzas que mantienen unidos a los mismísimos átomos.Noticia relacionada general No No Algo extraño sucede en Urano y Neptuno José Manuel NievesCualquiera de estos posibles finales sobrecoge, es cierto. Pero todos ellos implican una agonía prolongada a lo largo de eones de tiempo. Existe, sin embargo, una cuarta posibilidad de la que la física moderna ha empezado a hablar seriamente en los últimos años. Una forma de extinción drástica , repentina y, sin lugar a dudas, mucho más terrible e inesperada: el ‘decaimiento del falso vacío’.El ‘falso vacío’El vacío, entendido como la ‘nada’, el espacio que queda en una caja cuando extraemos todo su contenido, no existe en absoluto. En física cuántica, el vacío es algo plenamente material, un ‘burbujeo’ incesante de partículas virtuales que entran y salen continuamente de la realidad. Es, por utilizar una imagen cercana, la ‘otra cara’ de la materia. De hecho, la materia y todo lo que somos no podría existir sin el vacío, un tapiz invisible pero rebosante de energía latente que le da soporte y textura a la realidad.Y es precisamente ahí, en las profundidades de ese ‘vacío cuántico’ donde acecha el peligro mortal. Lo explica con meridiana claridad el físico del CERN Guido Tonelli en su reciente libro libro ‘La elegancia del vacío’. En una entrevista con ABC, Tonelli deja muy clara la verdadera magnitud a la que nos enfrentamos.Noticia relacionada No No En el equipo que halló la ‘partícula de Dios’ Guido Tonelli: «Ciencia y religión comparten la idea de la asombrosa fragilidad de todo lo que existe» José Manuel NievesPodríamos imaginar que el Universo entero es un gigantesco y lujoso hotel construido en la escarpada ladera de una gran montaña. Durante miles de millones de años, los ‘huéspedes’ del hotel (las estrellas, los planetas, nosotros…) hemos vivido en él con la absoluta convicción de que el edificio estaba sólidamente anclado en roca firme. Todo nos parecía perfectamente estable: la fuerza de gravedad funciona con precisión y los átomos mantienen pacíficamente su forma. A este estado de aparente y reconfortante calma, la ciencia lo denomina ‘el vacío actual’.Pero en los últimos años los físicos han descubierto algo inquietante. Ese estado de ‘reposo’ en el que creemos estar es engañoso. Y resulta que nuestro espléndido ‘hotel’ no se encuentra en el fondo del valle, en el punto más bajo, estable y seguro (lo que la física denomina un ‘Vacío Verdadero’). En realidad, nuestro Universo se ha quedado detenido, casi por casualidad, en una pequeña repisa o terraza a mitad de la pendiente. Es un lugar cómodo, sí, pero es un ‘Falso Vacío’.Pero veamos. En la naturaleza, cualquier sistema tiende siempre a buscar el nivel de energía más bajo posible, del mismo modo que una pelota siempre rueda colina abajo hasta encontrar suelo llano y finalmente detenerse. Y nuestro Universo, concretamente el campo de Higgs (la red invisible responsable de otorgar masa a todas las partículas elementales), no está en su nivel más bajo posible de energía, sino que se halla en un estado que los físicos denominan ‘metaestable’. Es decir, estamos en equilibrio, sí, pero se trata de un equilibrio precariamente frágil. Somos la pelota atascada en un saliente rocoso mientras el verdadero abismo del valle aún se abre a nuestros pies, kilómetros más abajo.El fantasma que atraviesa paredesY aquí es donde entra en juego la física cuántica. En nuestro mundo cotidiano y macroscópico, si una pelota descansa tranquilamente en una terraza, necesita obligatoriamente que algo, una fuerza externa, le dé un empujón para caer al precipicio. Pero en el enloquecido mundo de las partículas subatómicas existe el fenómeno del ‘efecto túnel’, una posibilidad mínima, casi infinitesimal pero matemáticamente real, de que una partícula atraviese, como por arte de magia, la barrera que la retiene en la cornisa y aparezca al otro lado de la pendiente, precipitándose de golpe hacia el ‘vacío verdadero’.Si un solo punto del espacio cayera al vacío verdadero, una burbuja devoradora de mundos se expandiría a la velocidad de la luz, desintegrándolo todo a su paso y sin previo avisoDe modo que, si en algún remoto rincón del cosmos el puro azar hace que un único punto del espacio logre ‘tunelar’ hacia ese estado de menor energía, se desencadenaría el fin definitivo de la historia. Inmediatamente, nacería una burbuja de vacío real. Y aquí reside el gran horror: esa burbuja comenzaría a expandirse inexorablemente en todas direcciones a la velocidad de la luz.Dentro de la burbuja, las leyes de la física, al menos tal y como las conocemos y necesitamos para existir, serían radicalmente distintas. El campo de Higgs tendría una intensidad diferente, alterando de golpe la masa de los bloques de construcción de la realidad. Todos los átomos del cosmos se desintegrarían al instante de entrar en contacto con el nuevo vacío. La química básica se volvería imposible; nuestro sofisticado ADN se desharía como papel quemado.Un final espantoso, pero a la vez macabramente elegante, porque nadie se daría cuenta de nada. Nadie vería venir esa burbuja devoradora de mundos, porque al crecer a la velocidad de la luz (la máxima permitida en el Universo y a la que viaja la información), no habría radiotelescopio ni instrumento científico capaz de hacernos llegar un aviso de lo que se avecina.De modo que, en una fracción de microsegundo, el implacable frente de la burbuja atravesaría la Tierra entera y nos barrería de la existencia antes de que nuestro cerebro tuviera tiempo siquiera de registrar el suceso. Sería un apagón absoluto, silencioso, instantáneo, limpio y perfecto.De la teoría a la realidadHasta ahora, sin embargo, nadie creía que esa fuera una posibilidad real. Desde que físicos teóricos como Sidney Coleman plantearon la idea del decaimiento del falso vacío a finales de los años 70, muchos lo catalogaron como una simple y extravagante pirueta matemática. Eso, decían, nunca podría suceder de verdad. Pero la ciencia empírica, la de los experimentos comprobados, nunca se detiene, y lo que parecía indetectable e imposible ya no lo es. Ahora, en efecto, un nuevo estudio recién publicado en ‘ Physical Review Letters ‘ no solo ha confirmado que el decaimiento del falso vacío es una posibilidad real, sino que ha logrado simular su mecanismo en laboratorio.Lo ha conseguido un equipo internacional de físicos, que ha diseñado un experimento asombroso para recrear a nivel microscópico ese cataclismo cósmico utilizando lo que se conoce como ‘átomos de Rydberg’. Se trata de átomos altamente excitados mediante el impacto de láseres, de manera que sus electrones se ven obligados a orbitar a distancias formidables del núcleo. Estos ‘átomos gigantes’ pueden llegar a ser entre 10.000 y 100.000 veces más grandes que en su estado normal, lo que los convierte en ‘lienzos’ perfectos para modelar escenarios cuánticos extremos.Los investigadores dispusieron esos enormes átomos en una sofisticada configuración de anillo y, jugando con sus orientaciones magnéticas (los espines), recrearon dos estados de energía diferenciados: uno análogo al falso vacío y otro al vacío verdadero. ‘Utilizando diferentes intensidades de láser -escriben los científicos en su artículo- fuimos capaces de aislar los estados de energía de los átomos«. Y allí mismo, ante sus instrumentos, pudieron observar cómo se producía en tiempo real ese temido decaimiento y la ‘nucleación de burbujas’ por fluctuación cuántica. El experimento, por tanto, demuestra sin asomo de dudas que la temida transición de ‘falso vacío’ a ‘vacío real’ no es una simple quimera matemática, sino un proceso dinámico regido por reglas predecibles y que puede darse en la realidad.El trabajo, junto a otros estudios realizados con supercomputación cuántica en lugares como la Universidad de Leeds, obligan a tomarse la amenaza muy en serio. Según los investigadores, tras analizar los resultados de las burbujas, el escenario observado no deja lugar a la esperanza. El Universo cambiaría fundamentalmente su estructura, y colapsaría irremediablemente como un castillo de naipes. Y lo que fuera que existiese, desaparecería de inmediato.El consuelo del tiempo¿Pero debemos perder el sueño ante la certeza de que bajo nuestros pies cuánticos hay una trampa a punto de saltar? Afortunadamente, no. Aunque las implacables matemáticas de la física de partículas certifican que nuestro vacío es ‘falso’ y está irremediablemente condenado a caer algún día al fondo del valle, las probabilidades de que un evento así ocurra en un momento cercano son tranquilizadoramente pequeñas.De hecho, el tiempo estimado por los teóricos para que las fluctuaciones cuánticas generen esta letal burbuja en expansión es enorme, muchísimo mayor incluso que la edad de nuestro Universo. Estamos hablando de cifras incomprensibles para la mente humana: miles de millones de billones de años en un remoto y oscuro futuro.MÁS INFORMACIÓN noticia Si Un ‘Google Maps’ del pasado permite saber dónde estaba su ciudad (o un continente perdido) hace millones de años noticia Si La NASA quiere que Plutón vuelva a ser un planetaY es que el tiempo cósmico no entiende de parámetros humanos. Toda nuestra historia, nuestra ciencia, nuestros miedos, nuestros mayores triunfos… nuestra existencia al completo, apenas ocurren en el levísimo parpadeo de tiempo en el que el Universo ha decidido tomarse un descanso. Un respiro engañoso sobre una repisa helada antes de lanzarse, inexorablemente, hacia el abismo al que está destinado.  

Todo lo que existe, en algún momento dejará de existir. Es una ley de la Naturaleza. Una ley absoluta, dramática, inexorable, que afecta del mismo modo a los humanos, que apenas vivimos unas décadas, y a las estrellas, cuya existencia se mide en miles de … millones de años. Y esa misma regla se aplica, también, al Universo entero. De la misma forma en que tuvo un comienzo hace unos 13.800 millones de años con el estallido del Big Bang, el Universo también tendrá, irremediablemente, un final.

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