¿El universo se expandirá eternamente o existe un límite a su crecimiento? Esta pregunta, que atraviesa la cosmología moderna desde hace décadas, ha cobrado nueva vida gracias a estudios recientes que desafían el modelo estándar. En investigaciones previas se ha sugerido que la expansión del universo podría haber experimentado una transición brusca en el pasado, lo que abriría la puerta a nuevas formas de interpretar sus ritmos de crecimiento. Ahora, un nuevo modelo cosmológico lleva esa idea más lejos: no solo propone que la energía oscura cambia con el tiempo, sino que predice un final concreto para el universo dentro de unos 20 mil millones de años.
Un nuevo estudio científico plantea que la vida del universo no es infinita y que podría culminar en un colapso masivo dentro de aproximadamente 20 mil millones de años. Este trabajo, desarrollado por investigadores de universidades como Cornell y Shanghai Jiao Tong, ofrece un modelo cosmológico donde la energía oscura no se comporta como creíamos y sugiere que el universo podría detener su expansión y comenzar a contraerse, dando lugar a un fenómeno conocido como Big Crunch.
Una nueva visión del destino cósmico
Hasta hace poco, la idea dominante entre los cosmólogos era que la expansión del universo continuaría eternamente. Esta expansión acelerada se atribuía a una fuerza misteriosa llamada energía oscura, que representaría alrededor del 70 % del contenido energético del universo. Se asumía que esa energía tenía una presión constante en el tiempo, actuando como una constante cosmológica, y que impulsaría indefinidamente la expansión del espacio.
Pero las últimas mediciones del Dark Energy Survey (DES) y del Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) cuestionan esa suposición. Según el nuevo modelo propuesto por los autores del estudio, la energía oscura no es constante, sino que cambia con el tiempo. Este comportamiento dinámico puede explicarse mediante la inclusión de una partícula hipotética: el axión ultraligero.
Este axión, junto con una constante cosmológica negativa, permite construir un modelo que no solo encaja con los datos actuales, sino que además predice un final distinto para el universo: no una expansión infinita, sino un colapso cósmico.
El modelo aDE: axiones, gravedad y final cósmico
El modelo propuesto se llama aDE (axion Dark Energy). En este enfoque, la energía oscura resulta de la combinación de un axión ultraligero y una constante cosmológica negativa (Λ < 0). El axión, al evolucionar en el tiempo, altera el comportamiento de la energía oscura y permite que esta disminuya gradualmente. A medida que esto ocurre, la expansión del universo se desacelera y, llegado un punto, la contracción comienza.
Según los cálculos del estudio, el universo alcanzará su expansión máxima en unos 7 mil millones de años. En ese momento, será aproximadamente un 69 % más grande que ahora. Luego, empezará la fase de contracción, en la que la gravedad y la constante negativa se imponen sobre la expansión, llevando todo a un colapso final.
Este colapso, el llamado Big Crunch, sucedería dentro de unos 33,3 mil millones de años desde el Big Bang. Como actualmente el universo tiene 13,8 mil millones de años, eso nos deja con unos 20 mil millones de años de vida cósmica restante.
Una predicción con fundamentos, pero también incertidumbres
El modelo aDE se ajusta bien a los datos más recientes, pero no está exento de incertidumbre. Como señalan los propios autores, existe una degeneración importante en los parámetros del modelo. Esto significa que diferentes combinaciones de valores podrían explicar igualmente bien los datos actuales. Por ejemplo, hay soluciones posibles donde Λ es cero, lo que implicaría una expansión indefinida.
Aun así, el mejor ajuste a los datos actuales sugiere que Λ es negativo, con un valor aproximado de −1,61. En palabras de los autores: “con los mejores parámetros ajustados del modelo, hallamos que la vida del universo es de 33,3 mil millones de años”.
Otro punto interesante es que el axión propuesto tiene una masa extremadamente pequeña, del orden de 10⁻³³ electronvoltios, lo que lo hace muy difícil de detectar directamente. Sin embargo, su influencia a escala cósmica es significativa, ya que modula el ritmo al que la energía oscura cambia en el tiempo.
¿Qué significa esto para nosotros?
Desde una perspectiva práctica, 20 mil millones de años es un lapso inmenso. Para ponerlo en contexto, la vida compleja en la Tierra lleva solo unos 600 millones de años. De aquí al Big Crunch, el Sol habrá agotado su combustible y la Vía Láctea habrá colisionado con Andrómeda (o no), formando una nueva galaxia. En ese futuro lejano, la humanidad —si sigue existiendo— será radicalmente distinta, o quizás haya desaparecido por completo.
Lo que hace especial este estudio no es solo la propuesta del Big Crunch, sino que es la primera vez que se presenta una estimación concreta y cuantitativa de la vida restante del universo. Hasta ahora, los modelos sobre el destino cósmico eran especulativos y abiertos a múltiples posibilidades. Este trabajo, aunque aún por confirmar, marca un paso importante hacia una cosmología más precisa.
Además, lo más relevante es que este escenario es comprobable. En los próximos años, nuevos instrumentos astronómicos permitirán medir con mayor precisión el comportamiento de la energía oscura. Si estas futuras observaciones confirman que el parámetro de estado w es distinto de −1, entonces el modelo aDE ganará fuerza.
Más allá del Big Crunch: implicaciones cosmológicas y teóricas
El estudio también abre puertas a preguntas más profundas. Por ejemplo, la constante cosmológica negativa no es un concepto aislado: en el contexto de la física teórica, el espacio anti-de Sitter (AdS) —donde Λ es negativo— es común en teorías derivadas de la teoría de cuerdas. De hecho, algunos autores sugieren que los universos con Λ negativo serían más naturales dentro del marco teórico de cuerdas que aquellos con Λ positivo.
También es interesante el papel del axión, una partícula prevista en varios modelos de física más allá del modelo estándar. En este trabajo, no solo aparece como candidato a energía oscura dinámica, sino que contribuye a dar forma al destino del universo. Esta conexión entre cosmología y partículas fundamentales da nuevas pistas sobre cómo entender la realidad más allá de lo observable.
Por último, los autores mencionan que si existieran otros axiones aún más ligeros, su presencia podría acortar aún más la vida del universo. Esto implica que el escenario del Big Crunch no solo es posible, sino que podría adelantarse si se confirma la existencia de más componentes dinámicos en la energía oscura.
Referencias
- Hoang Nhan Luu, Yu-Cheng Qiu, S.-H. Henry Tye. The Lifespan of our Universe. arXiv:2506.24011v1 [hep-ph]. Enviado a JCAP. DOI: 10.48550/arXiv.2506.24011.
Cortesía de Muy Interesante
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