edad del universo

En los primeros 500 millones de años después del Big Bang, las galaxias crecían a un ritmo vertiginoso. El gas caía rápidamente en ellas y colapsaba en estrellas sin encontrar resistencia. Este período se conoce como 'formación estelar sin obstáculos'.

Las estrellas son como peonzas: nacen girando rápido y con el tiempo se van frenando. Este proceso es como un reloj de arena: cuanto más lenta es la rotación de una estrella, más vieja es. Los astrónomos usan esta relación para determinar la edad de las estrellas, pero para ello necesitan grupos de referencia de estrellas con edad conocida.

En el corazón de una ciudad antigua se alza una torre con un reloj que no se ha ajustado desde su construcción. Por su retraso se puede calcular cuánto se ha estirado el tiempo desde entonces.

Los rayos cósmicos no son rayos en el sentido habitual, sino partículas rápidas que bombardean la Tierra desde todas direcciones. En su mayoría son protones y núcleos atómicos. Su energía varía: desde modesta hasta fantásticamente enorme.

Una fábrica capaz de producir un millón de piezas por hora, por alguna razón, solo hace un centenar. Más o menos así se comporta nuestro universo si lo miramos a través del prisma de la entropía, esa medida del desorden que, según las leyes de la física, solo puede aumentar. Las principales "máquinas" de esta fábrica son los agujeros negros supermasivos.

Las estrellas más masivas son como globos demasiado inflados: su envoltura ya no se estira, sino que empieza a expulsar materia rápidamente. En cierta etapa, la pérdida de masa se vuelve tan intensa que la estrella deja de aumentar de tamaño. Los astrónomos observan este momento como una inflexión en un diagrama donde las estrellas se ordenan por luminosidad y temperatura.

El modelo cosmológico estándar ΛCDM (que incluye energía oscura y materia oscura fría) es la partitura de una sinfonía cósmica. Describe cómo, tras el Big Bang, el espacio se expandió. Cómo se agrupó la materia oscura. Cómo se encendieron las galaxias.

El disco galáctico se parece a una onda congelada en el agua: cada perturbación deja una marca que puede leerse miles de millones de años después. Cuando una galaxia enana satélite pasa de cerca o se produce una fusión frontal, las estrellas del disco empiezan a oscilar, como boyas mecidas por una ola.

15 175 107 estrellas. Cada una recibió su edad. Pero ninguna cifra está exenta de un velo de incertidumbre: la edad de una estrella no es un clavo clavado en el eje del tiempo, sino una nube de probabilidad, una niebla que oculta el valor verdadero.

La edad de una estrella es la llave para la historia de la Galaxia. Pero arrancarle esa llave a la naturaleza no es fácil: a diferencia de un árbol, una estrella no acumula anillos de crecimiento.

La formación de la Vía Láctea es un grandioso acto cósmico, en el que las fusiones de galaxias satélite se entrelazaban en una partitura única. Cada evento dejaba una huella en la dinámica y la composición química de las estrellas, como las notas fijan la intención del compositor.

El modelo cosmológico estándar ΛCDM, donde la materia oscura y la energía oscura actúan como los principales arquitectos del universo, ha predicho datos astronómicos durante décadas con la precisión de un cronómetro suizo. Tres genios sentaron sus bases.

El universo se parece a un enorme almacén donde hace mucho tiempo se realizó un inventario estricto. La radiación cósmica de fondo es una antigua lista de todo lo que existía 380 mil años después del Big Bang. Según ella, la proporción de materia en el 'presupuesto' total del cosmos (el parámetro Omega_m) se conoce con gran precisión.

Un organismo vivo es una máquina que hace pasar energía a través de sí mismo y la convierte en calor. Este ciclo interno se denomina producción interna de entropía (una medida de la disipación de energía). Pero hace unos 2,5 millones de años, nuestros antepasados pusieron en marcha un segundo circuito: el externo. Tomaron en sus manos una piedra afilada y, más tarde, una rama encendida.

Dentro de 5 mil millones de años, el Sol, agotado su combustible, comenzará a hincharse, transformándose en un gigante rojo. Como un globo que pierde aire, la estrella irá debilitando su agarre gravitatorio, y la Tierra — un grano de arena en un hilo invisible — se alejará a una órbita más distante.

Imagina a una persona en una foto antigua, de pie entre la multitud y girando sobre sí misma: adivinar su edad es casi imposible. Algo así hacen los astrónomos cuando determinan la edad y la masa de estrellas lejanas, y a menudo se equivocan.

El universo se parece a un bosque denso: de cerca se ven árboles-galaxia individuales, agrupados en arboledas, pero desde lejos todo se funde en un verde continuo. El límite a partir del cual el cosmos se vuelve homogéneo se llama escala angular de homogeneidad: es el tamaño de la porción de cielo a partir de la cual las galaxias se distribuyen uniformemente.

Hace ochocientos millones de años, en el cinturón principal de asteroides, se rompió un gigantesco tintero. El cuerpo progenitor, de más de cien kilómetros de diámetro y compuesto por condritas carbonáceas primitivas, se desintegró repentinamente cerca de la resonancia J3:1 con Júpiter.

Justo después del Big Bang, en el caldero burbujeante del universo en enfriamiento, como en un vidrio que se solidifica de forma desigual, surgieron tensiones: las más finas grietas de la realidad, las cuerdas cósmicas.

La cosmología está viviendo tiempos extraños. Por un lado, el modelo estándar con materia oscura y energía oscura describe de forma excelente la estructura a gran escala. Por el otro, está crujiendo por las costuras.

Nuestro Sistema Solar no es una isla en el vacío, sino una telaraña sensible tensada en un rincón oscuro del cosmos. Los planetas giran en sus órbitas como gotas de rocío en los hilos, y nosotros somos la araña que percibe la más mínima vibración. Esa misma vibración delata la cercanía de la catástrofe que los astrónomos llaman Big Rip.

El universo no tolera la monotonía. Hace un siglo, Edwin Hubble y Georges Lemaître nos regalaron una imagen elegante: un cosmos en expansión, liso como la superficie de un globo inflado.

El Universo es como un globo que se infla. La mecánica cuántica prohíbe medir con precisión al mismo tiempo cuán grande es y qué tan rápido se expande. Este principio impregna el cosmos: una nueva ecuación afirma que la expansión del Universo y su tamaño están ligados por una incertidumbre fundamental.

Normalmente la historia del universo se cuenta así: había nada, luego una explosión, y desde entonces todo se expande. Pero, ¿y si no hubo un 'nada'? Un grupo de físicos ha demostrado que el universo podría haber existido eternamente, simplemente a veces se contrae y luego se expande de nuevo, como un resorte.

Los cúmulos globulares son densos 'ovillos' de cientos de miles de estrellas que orbitan alrededor del centro de la Vía Láctea. Unos nacieron en nuestra galaxia; otros fueron capturados cuando la Vía Láctea absorbió galaxias enanas satélites.

Imagina que mides a pasos una sala enorme en completa oscuridad. Caminas de pared a pared contando los pasos y de repente te das cuenta de que las distancias no cuadran como deberían. Parece que el suelo no es plano, sino que se abomba o se hunde como un cuenco.

Después del Big Bang, la materia oscura y la materia ordinaria (principalmente hidrógeno) se separaron en velocidad.

Una nube luminosa en el telescopio se asemeja a un jirón de niebla a punto de desvanecerse. Las nebulosas planetarias son envolturas de gas expulsadas por estrellas moribundas. Las jóvenes son brillantes y compactas, pero con la edad se expanden, se enfrían y se vuelven cada vez más transparentes, hasta desaparecer en el medio interestelar.

En una enorme sala oscura, alguien invisible toca las cuerdas. El gas cósmico —el hidrógeno enrarecido que llenaba el universo joven— se asemeja a cuerdas tensas que pueden resonar en una onda de radio de 21 centímetros. Es el hidrógeno susurrando sobre su temperatura.

Hace unos 11 mil millones de años, la Vía Láctea sufrió una colisión frontal. No con un asteroide, sino con una galaxia entera más pequeña. Se estrelló contra la nuestra y fue despedazada, como una nube de harina golpeada con el puño. Esta 'cicatriz' cósmica es conocida por los astrónomos como Gaia-Encelado-Salchicha (por la forma de las órbitas de las estrellas que quedaron).

El destino de una civilización no es simplemente una cuestión de suerte o catástrofes. Los científicos modelaron mil años de historia en diez escenarios diferentes, teniendo en cuenta el gasto de recursos, la gestión y los impactos aleatorios. La medida principal resultó ser el «coeficiente de actividad»: la proporción de tiempo en que una civilización está tecnológicamente viva.

Durante 800.000 años, las glaciaciones han ocurrido cada 100.000 años. El ritmo coincide con la excentricidad de la órbita terrestre. Pero la órbita apenas cambia el flujo de calor solar —como si un director de orquesta apenas moviera la batuta y la orquesta retumbara—. Seguía siendo un misterio cómo esa señal débil controla los mantos de hielo.

Cada 1151 años, siete planetas del sistema solar —de Mercurio a Neptuno— se encuentran casi en los mismos puntos de sus órbitas. La dispersión de sus posiciones es menor de un grado, como si el mecanismo celeste se ajustara siempre de la misma manera.

El cielo nocturno parece inmóvil, pero muchas estrellas tiemblan como un tambor después de un golpe. El satélite TESS observó durante siete años consecutivos las mismas regiones del cielo y captó ese temblor en 19 151 gigantes rojas, estrellas viejas e hinchadas. Antes se conocían muchas menos de estas gigantes 'sonoras', y ahora la lista ha crecido un 80%.

Otras galaxias son solo instantáneas antiguas, mientras que a la Vía Láctea la observamos en directo.

El Sol no es una bombilla perfectamente estable. Su brillo tiembla ligeramente: a veces aumenta, a veces disminuye. Para el clima de la Tierra son importantes incluso las variaciones lentas, que se extienden a lo largo de miles y millones de años. Precisamente ellas podrían haber dejado huella en el registro geológico de los últimos 540 millones de años. El astrónomo [scientist:A. M.

Durante mucho tiempo se consideró al universo como un cocinero estricto: se creía que en cualquier rincón las estrellas se amasan con una misma receta — por cada estrella gigante hay aproximadamente el mismo número de enanas, sin importar dónde nacieron.

En 2020, el telescopio de rayos X eROSITA descubrió un par de enormes burbujas suspendidas por encima y por debajo del disco de nuestra Galaxia. Estas nubes de gas caliente a millones de grados son la huella de una colosal eyección de energía desde el centro.

Los astrónomos intentan captar el radioeco del Big Bang: un débil resplandor que llena todo el universo. Pero el receptor se ahoga en ruido: nuestra galaxia está llena de polvo interestelar brillante, cuya radiación puede confundirse fácilmente con la señal del pasado.

Los cúmulos globulares son densos archivos estelares donde está inscrita la juventud de la Galaxia. Pero leer esa crónica era difícil por cronómetros imprecisos: las estimaciones de edad divergían en mil millones de años.