Un Universo sin principio ni fin (CCC)

La Cosmología Cíclica Conforme (CCC) es un sugerente modelo cosmológico alternativo al modelo estándar (Lambda-CDM), propuesto por el siempre transgresor Roger Penrose y por el físico armenio Vahe Gurzadyan. En esencia se trataría de una sucesión infinita de Universos, llamados eones, y a diferencia de modelos del tipo expansión - contracción (Big Bang - Big Crunch), aquí se estaría considerando una constante cosmológica siempre positiva, lo que está en sintonía con los datos observacionales actuales, y por tanto un Universo en continua expansión. Según esta teoría, se piensa que el final de nuestro eón será una muerte térmica, con una temperatura y densidad final igual a 0. Entonces, ¿ cómo se puede formar un nuevo eón a partir de este estado, es decir, cómo se puede originar un nuevo Big Bang, que asociamos con un momento enormemente caliente y denso?
Penrose considera que la física que describe la evolución de estos eones es invariante ante cambios de escala. En ese sentido, los estados que encontramos al principio y al final de un eón son equivalentes, ya que en ambas situaciones estariamos con un conjunto de partículas sin masa. En concreto, en el instante posterior al Big Bang no tenemos masa y no es hasta después de un nanosegundo, cuando la acción del Campo de Higgs confiere masa a algunas partículas. Por su parte, en el final de un eón encontraríamos un escenario con objetos del tipo agujeros negros muy masivos y fermiones sueltos. Se postula que estos agujeros negros acabarían evaporándose y convirtiéndose en radiación sin masa, la llamada radiación Hawking. Además, los fermiones existentes a largo plazo son inestables y acabarían desintegrándose, perdiendo también su masa. Básicamente, quedarían fotones y gravitones una vez transcurridos la nada desdeñable cifra de 1 gúgol año, es decir 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 años.
Podríamos decir que como la energía de una partícula en reposo es proporcional a su masa, tendríamos energía 0 y dado que según la ecuación de Planck, la frecuencia es también proporcional a la energía, llegaríamos a un escenario donde no tendríamos frecuencias y por tanto no podríamos medir el tiempo, que dejaría de tener sentido. Sin tiempo, las distancias serían irrelevantes y cualquier reescalado sería posible, resultando la ya comentada equivalencia entre el comienzo y el final de un eón. 
Ahora bien, pero ¿ tenemos alguna evidencia observacional que sustente esta teoría? En un artículo de Agosto de 2018 Daniel An, Krzysztof Meissner y Roger Penrose afirman haber detectado los llamados puntos de Hawking. Penrose afirma que la radiación Hawking emanada por los agujeros negros se habría concentrado en lugares con enorme cantidad de energía (serían los llamados puntos Hawking), que serían detectables en el siguiente eón como círculos concentricos de unos 2º, 5 veces el tamaño de la Luna, observando el Fondo Cósmico de Microondas(FCM)
Aunque este resultado ha sido acogido con recelo por la comunidad científica, debido a que la señal del FCM es notablemente ruidosa y la significación estadística es bastante pobre, no cabe duda de que esta teoría seguirá dando que hablar en un futuro, por su sintonía o no con nuestras más profundas creencias existenciales, de encontrarnos en un Universo Cíclico, sin principio ni fin.

Evolución Estelar

Aunque a nuestra escala de tiempo lo parezca, las estrellas no son eternas, sino que pasan por distintas fases evolutivas hasta llegar a la muerte. Se trata de una larga lucha entre las reacciones nucleares del interior de las estrellas, que tiende a expandirla y la fuerza de la gravedad a la que está sometida la propia estrella, que tiende a contraerla. Finalmente, cuando la estrella agote su combustible, la gravedad gana la batalla y la estrella muere. Para la comprensión de cómo evoluciona una estrella a lo largo de su vida, resulta fundamental el Diagrama de Hertzsprung-Russel o Diagrama HR, que aparece en el gráfico adjunto. Este gráfico relaciona la luminosidad y la temperatura de las estrellas. Las letras ( O, B, A, F, G, K, M), que aparecen en el eje de abcisas del diagrama hacen referencia al llamado tipo espectral, clasificando las estrellas en grupos, según su temperatura. En cuanto a la Luminosidad, vemos que tomamos como referencia la luminosidad del Sol, dándole valor 1.

Observamos que la mayor parte del tiempo, las estrellas se encuentran en la Secuencia Principal en una etapa estable, siendo la duración de esta fase mayor para las estrellas menos masivas y calientes, que consumen el hidrógeno de su núcleo con mayor lentitud. El Sol se sitúa actualmente en esta fase.

Pero,¿ qué ocurre cuando una estrella agota el hidrógeno de su núcleo?. La clave nos la va a dar la masa de la estrella, principalmente. 

Así, estrellas con 0.8 Masas Solares < Masa < 9 Masas Solares evolucionan al estado de Gigante Roja, disminuyendo su temperatura, pero aumentando su luminosidad al incrementarse notablemente su tamaño. Finalmente, acaban su vida como Enanas Blancas, creyéndose que en un larguísimo período de tiempo puedan evolucionar hacia Enanas Negras, aunque nuestro universo no es aún lo suficientemente viejo para que puedan existir ahora. 

Las estrellas con 9 Masas Solares < Masa < 30 Masas Solares evolucionan hacia las Supergigantes Rojas, inmensos objetos de varias unidades astronómicas que pasan por ser las mayores estrellas de nuestro universo, y posteriormente explosionan en una Supernova. El final de la vida de estas estrellas suele ser una Estrella de Neutrones.

Por último, las estrellas con Masa > 30 Masas Solares no pueden evolucionar hacia Supergigante Roja y suelen hacerlo hacia las llamadas estrellas de Wolf-Rayet, siendo su final sensible, además de a su masa, a otros parámetros como la metalicidad o la velocidad de rotación. Así, su muerte puede producirse con una Supernova o un brote de Rayos Gamma, dejando como remanente un Agujero Negro o incluso, no dejar ningún tipo de remanente.

La misión Rosetta nos acerca los cometas

 Tras haber finalizado su misión hace unos meses, van saliendo a la luz datos recopilados por la sonda espacial Rosetta. Durante los 12 años que duró su viaje, se fue aproximando al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, arrojando luz sobre diversas hipótesis planteadas, corroborando algunas y descartando otras. En la imagen se puede observar que la trayectoria seguida por la nave, no es precisamente sencilla. De hecho, pasó 3 veces muy cerca de la Tierra, voló muy próximo a Marte, donde realizó observaciones científicas e incluso pudo adentrarse en el cinturón de asteroides, para fotografiar con detalle el asteroide Steins. La razón de esta intrincada trayectoria, hay que buscarla en el tirón gravitatorio que se obtiene al pasar cerca de cuerpos masivos y que posibilita misiones de esta naturaleza.

En cuanto a la información proporcionada, Rosetta nos ha enviado imágenes del cometa a lo largo de su órbita y ha permitido analizar los cambios que se producen en su superficie en el viaje alrededor del Sol. Se han observado fenómenos muy violentos, como derrumbes de cordilleras e indicios de erosión de materiales, aunque sin afectar de forma dramática a los accidentes geográficos principales del asteroide. 

Otros resultados científicos de primera magnitud, nos llevan a cuestionar la hipótesis de que el agua en la Tierra proviene del impacto de cometas, que aportaban su agua. Al analizar el cometa 67P, se observa que el agua de los océanos no puede provenir de cometas de este tipo, por la diferente composición química de los elementos acuosos. Además, se descubrió que el cometa carece de campo magnético, lo que resultó una sorpresa para los que postulaban que el magnetismo de estos pequeños cuerpos jugó un papel fundamental en la disposición actual de nuestro sistema solar. El tiempo dirá si estamos ante un cometa atípico, o si estos resultados son extrapolables al resto de cometas que orbitan alrededor del Sol.