El principio, el fin. Una fórmula bíblica que, junto con otras, suele involucrar a la cosmología contemporánea en el debate Ciencia & Fe. Entonces, ¿qué sabe la física del siglo XXI sobre el principio y el fin del universo?

El Principio

El tema del principio ya se ha tratado ampliamente en este sitio (aquí, por ejemplo). En resumen, no sabemos si el universo tuvo un principio o no. El Big Bang no es la respuesta a esta pregunta. Cuando la Relatividad General (RG) predice que la densidad del universo tiende hacia el infinito en el pasado, la famosa "singularidad", se "suicida". ¿Por qué? Porque si la densidad tiende hacia el infinito, superará inevitablemente el valor en el que se forman agujeros negros del tamaño de un átomo ("densidad de Planck"). Y para tratar este tipo de cosas, hay que tener en cuenta la mecánica cuántica, cosa que la RG no sabe hacer. De aquí la búsqueda de la gravedad cuántica.

El Fin

Según el modelo cosmológico vigente, la expansión del universo en el futuro vendrá determinada principalmente por la energía oscura. Esta energía oscura corresponde a una constante en las ecuaciones de Einstein. Las observaciones permiten estimar su valor, aunque desde un punto de vista físico, aún no sepamos realmente lo que es. La hipótesis más probable es que corresponda a la energía del vacío. Sabemos que el vacío no está vacío, que está permanentemente repleto de partículas -eso se ha observado-, pero por el momento, somos incapaces de establecer el vínculo entre la energía de estos bichos, y el valor de la constante cosmológica deducido a partir de las observaciones.

En cualquier caso, según la física conocida en 2025, es esta constante la que determinará la evolución a gran escala del universo en el futuro. ¿Y cuál es esta evolución? Una expansión eterna, cada vez más rápida. En jerga cosmológica, podríamos decir "de Sitter asintótica".

A estas alturas, la respuesta de la física del siglo XXI a la pregunta "¿Tendrá un fin el universo?" es "no". Se expandirá cada vez más, sin nunca detenerse.

Sin embargo, hay que tomárselo con precaución. Es cierto que el modelo cosmológico estándar se ha probado, con cierto éxito, en escalas temporales del orden de diez mil millones de años. Pero cuando hablamos de un futuro eterno, diez mil millones de años, es poco. Como hubiera dicho Woody Allen[1], "La eternidad es mucho tiempo, sobre todo hacia el final". Y cuando consideramos billones de billones de años en lugar de decenas de millones, surgen nuevas preguntas. ¿Son realmente constantes, las constantes de la naturaleza que conocemos, en escalas de tiempo tan largas? ¿El bosón de Higgs, predicho en 1964 y observado en el CERN en 2012, que da masa a las partículas elementales, se comportará de la misma manera dentro de millones de millones de años? Tantas preguntas que la física actual es incapaz de responder.

Recomiendo el libro de Katie Mack, "El fin de todo: (Astrofísicamente hablando)", que repasa el estado actual de las especulaciones sobre el futuro.

Conclusión

¿Sabemos, científicamente hablando, si el universo tuvo un principio? No. ¿Y si tendrá un fin? Tampoco.

[1] Autoría controvertida.