El universo terminará con una supernova enana negra

Las últimas explosiones que se producirán en el universo serán «supernovas enanas negras», y estos fuegos artificiales silenciosos estallarán mucho después de que todo lo demás haya muerto, dentro de trillones y trillones de años.

Así lo afirma un estudio que está a punto de publicarse en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. En él, Matt Caplan, profesor adjunto de física de la Universidad Estatal de Illinois, ha estudiado un tipo teórico de explosión que podría tener lugar cuando el universo se acabe.

Se basa en la idea de que el universo acabará por quedarse sin energía en lo que se conoce como muerte por calor, también conocida como el gran enfriamiento o la gran congelación. Con el tiempo, a medida que el universo siga expandiéndose, el suministro de gas necesario para formar nuevas estrellas se agotará, lo que significa que no se formarán nuevas. Después de esto, las estrellas existentes comenzarán a morir hasta el punto en que todo lo que queda son restos, incluyendo agujeros negros, estrellas de neutrones y enanas blancas.

En su estudio, Caplan ha analizado lo que ocurrirá con las enanas blancas en el futuro. A diferencia de las estrellas más masivas del universo, las enanas blancas no explotan como supernovas. En su lugar, se encogen durante millones de años y acaban convirtiéndose en estrellas «enanas negras» que ya no emiten luz ni calor.

Estas estrellas se habrán encogido hasta alcanzar un tamaño similar al de la Tierra, pero con tanta masa como el Sol. En este punto, las reacciones nucleares tendrán lugar dentro de las enanas negras, sólo que a un ritmo mucho más lento que el de las estrellas actuales, como nuestro sol.

Estas reacciones podrían conducir eventualmente a explosiones a través de túneles cuánticos. «Las reacciones nucleares, a través del túnel cuántico, convierten la estrella en hierro durante un tiempo muy, muy largo», dijo Caplan a Newsweek en un correo electrónico. «Y entonces, una vez que la estrella contenga suficiente hierro, explotará muy rápidamente como la supernova actual. El ‘túnel cuántico’ hace posible que se produzcan reacciones ‘prohibidas’ si se espera lo suficiente».

En las estrellas como nuestro sol, las reacciones de fusión tienen lugar porque los núcleos están rebotando y tienen muchas posibilidades de chocar entre sí y fusionarse. En las enanas negras, no hay suficiente energía para que se produzcan estas reacciones termonucleares. Sin embargo, los núcleos tienen una pequeña posibilidad de fusionarse espontáneamente y, básicamente, de «atravesar» la barrera de la repulsión eléctrica, lo que constituye un túnel cuántico», explica.

Estas reacciones tardan mucho tiempo en producirse. Caplan calcula que la primera «supernova enana negra» tendrá lugar dentro de 10^1100 años. Esta cifra, dijo, es como decir un trillón casi 100 veces. La última supernova enana negra de la historia se producirá dentro de unos 10^32000 años. «Si se escribe este número, no cabría en un artículo; llenaría un libro corto», dijo. «Es el número más grande que probablemente utilizaré en cualquier cálculo serio en mi carrera, y no tengo ninguna forma real de imaginarlo».

Caplan dijo que se podría esperar un millón de años antes de ver una sola reacción de fusión en una enana negra. Sin embargo, con el tiempo se producirán las suficientes para que se produzca una supernova. «Sin la presión interna de los electrones para sostener la estrella y apuntalarla, la gravedad provoca un colapso desbocado», dijo. «La estrella implosiona y se calienta a temperaturas increíblemente altas, y expulsa gran parte del material exterior».

Los hallazgos de Caplan muestran que las enanas negras más grandes serán las primeras en explotar, mientras que las más pequeñas tardarán más en llegar a este punto. Una vez que se produzcan estas últimas explosiones, no quedará nada y el universo será «frío, oscuro y aburrido», dijo. «Habrá pasado tanto tiempo cuando se produzca la última supernova enana negra que no puedo imaginar que vuelva a ocurrir nada interesante en ningún sitio. Nunca».

Ahora planea intentar simular una supernova de enana negra. «Nadie verá nunca una de estas explosiones en la vida real, pero quizá podamos hacerlo en un ordenador», dijo.