Unibertsoaren amaiera

Unibertsoaren amaiera funtsezko gaia da kosmologia fisikoaren alorrean. Hainbat patu posible aurreikusi dira, aurkako teoria zientifikoekin, etorkizun infinitua zein bukakorrarekin.

Teoria hauetako batzuk ulertzeko, unibertsoaren sorrera eta egungo egoera azaldu behar dira aurretik:

Unibertsoaren sorrera

Duela 10.000 edo 12.000 milioi urte, materia osoa, baita espazioa, denbora eta energia ere, gune bakarrean metaturik zeuden, “jatorrizko atomoan”. Hori neutroiek osatzen zuten, eta tenperatura zein dentsitate oso handiak izango zituen. Eztanda egitean, energia materia bihurtu zen (erlatibitatearen teoriak azaltzen duen moduan), alde guztietarantz hedatuz. Une horretan, espazioa eta denbora ere sortu ziren.

Eztandaren ostean, unibertsoa hedatzen hasi eta hidrogeno zein helio atomoen nukleoak sortzen hasi ziren. Unibertsoaren bolumena handitu ahala, tenperaturak behera egin eta “jatorrizko atomoaren” zatiak, norabide guztietan barreiatuta, kondentsatzen joan ziren; horrela, nebulosak, galaxiak, izarrak, planetak eta gainerako egitura astronomiko guztiak sortuz. Gaur egungo tenperatura -270ºC-koa da eta ez dago haren tamainaren datu zehatzik.

Unibertsoaren egungo egoera

Unibertsoa materia eta energiak osatzen dute, bai arruntak eta bai beltzak.

Materia arrunta: Begi bistaz ezagutzen dugun materia (Harriak, planetak…)

Materia iluna: Gaur egungo tresnekin detektaezina diren partikula hipotetikoak, ez dute ez argirik igorritzen ez xurgatzen. Bere existentzia grabitatearekin zerikusia dauka. erakartze indarra sortzen du materia arruntean.

Energia beltza: Grabitatearen kontrako indarra, gauzak aldaratzen ditu.

Unibertsoaren hasieran, materia beltza zegoen nagusiki eta materia arrunta oso hurbil zegoen, baina denbora pasatu ahala, energia beltza gailentzen hasi zen unibertsoan, materia aldarazten.

Unibertsoa hedatzen ari de frogarik onartuena Doppler efektua da: objektu bat, guregana etortzerakoan, ezin dugu nabari, baina objektua urdin kolorez jarriko zen, eta urruntzean, laranja kolorez. Unibertsoa kolore gorrixkaz dago, eta horrek erakusten du gaur egun oraindik hedatzen ari dela. Beste uhin motekin nabari daiteke baina gizakiok, ohin guztietatik oso zati txikia ikus dezakegu.

Unibertsoaren forma

Kosmologoek gaur egun defendatzen dutena zera da: unibertsoaren etorkizuna bere formaren araberakoa da, eta duen energia beltzaren araberakoa. Energia beltza materia beltzaren forma bat da, espazio osoan aurki daitekeena, eta unibertsoaren hedapena azeleratzen duena (¾ unibertsoko materia-energia osotik, kosmologiaren eredu estandarraren arabera.

Unibertso itxia: esfera forma.

Unibertso irekia: kurbatua, hiperbole forma

Unibertso laua: forma laua

Hiru forma hauek eta energia ilunaren kantitatea kontuan hartuta, hainbat teoria daude unibertsoaren etorkizunerako.

Big Freeze

Unibertsoa irekia dela onartzen du, eta gaur egun teoriarik hedatuena da. Honen arabera, orain arte bezala hedatzen jarraituko luke, azkenean Termodinamikaren bigarren legea erabat gauzatuz. Lege honek adierazten du entropia denborarekin handitzen dela.

Entropia: Sistema batean dagoen desordena neurtzen duen magnitude fisikoa da, hedatzen ari den unibertsoan beti handiago eginez. (lana egiteko erabili ezin den energia.) Gure unibertsoan beti entropia igoz doa, izaki bizidunak bezalako unitate txikietan izan ezik. Pentsatu lurrean, landareek, eguzki beroa erabiltzen dutela fotosintesia egiteko, eta ingurua oxigenatzeko. Eguzkia handiago egiten doa, eta horrekin batera energia gehiago xurgatzen du lurrak. Energia zati txiki hori, landareek ezin dute erabili, eta “sistema” (kasu honetan ekosistema) desorekatzen joango da. Desoreka hori nabari daiteke tenperatura igotzen, erradiazioa igotzen, poloak urtzen… Denbora pasa ahala, bero kantitatea gehiegizkoa izango da eta “sistema” horrek ezingo du jasan hainbeste desoreka (entropia), beraz, sistema kolapsatu egingo da.

Horrela, eman daitezkeen prozesu fisiko guztiak aldatuko lirateke, Unibertsoaren amaiera termikoa gertatuz. Izarrak itzali, eta unibertso gehiena iluna izango litzateke, hotzegia bizia egon ahal izateko. Hau gertatuko litzateke atomoak urrunegi egongo liratekeelako elkartu eta energia sortzeko.

Big Rip

Teoria hau energia ilunaren kantitatearekin lotuta dago. Nahikoa egotekotan, materia guztiaren banaketa gertatuko ahalko litzateke (energia ilunaren presioaren eta bere dentsitate energetikoaren aldea (w) da faktore garrantzitsuena, w < -1 izan behar). Hipotesi honen aztertzaileek unibertsoaren bukaera hemendik 20 mila miloi urtera gertatuko litzatekeela kalkulatzen dute, eta energia ilunaren (grabitatearen aurka) zein materiaren kantitatea kontuan izanda (e.i %74, materia %27) teoria hau unibertsoaren etorkizunari buruzko teorietan onartuenetako bat da.

Prozesua: galaxiak banatu (amaiera baino 1000 milioi urte lehenago), eta grabitatea galaxiak osorik mantentzeko ahulegia izango zenez, izar isolatuak geratuko lirateke (60 milioi urte lehenago). Azken minutuetan, izarrak eta planetak banatuko lirateke. Atomoak bakarrik geratu, eta denboraren amaiera baino segundo frakzio bat lehenago erradiazioa bakarrik izango genuke. Big Bangeko egoera izango litzateke, baina dentsitate gutxiagorekin.

Big Crunch

Big Crunch edo “Kolapso Handia” XX. mendean proposatutako teoria da, unibertsoa itxia proposatzen duena. Teoria honek azaltzen du, unibertsoaren hedapena, momentu batean geldituko dela, eta uzkurtzen hasiko dela, unibertsoaren masa guztia berriro “jatorrizko atomoa” bezalako puntu txiki batean geratuz. Hau gertatzekotan lege fisikoak aldatuko lirateke (grabitatea eta bestelakoak)

Uzkurtzen hasiko den momentua unibertsoaren dentsitate kritikoaren araberakoa da: dentsitate altuarekin azkarrago gertatuko da, eta baxuarekin, astiroago. Azken ikerketen arabera unibertsoa hedatzen ari da, baina une batean uzkurtzen hastea posible izango litzateke (nahiz eta egungo zientzialariek hau ez babestu), energia ilunarengatik.

Uzkurtze-prozesuak aurrera egin ahala, erradiazioaren eta materiaren tenperaturak gora egingo luke, eta galaxia guztiak batean elkartuko lirateke. Tenperatura hain altua izanik (300 ºK) izarrek ezingo lukete euren barneko beroa askatu eta kanpokoa xurgatuko lukete, lehertu arte. Zulo beltzak eta gero eta beroago egingo zen plasma bakarrik geratuko lirateke. Tenperatura igoerak atomoak eta partikula elementalak suntsituko lituzte, quark-ak bakarrik utziz. Zulo beltzak elkartu eta materia xurgatuko lukete, “super” zulo beltz bakarra eratuz.

Big Bounce

Big Bounce edo “Errebote Handia” kosmologo batzuek (unibertsoa oszilakorra dela defendatzen dutenek) babesten duten teoria da. Honen arabera, Big Banga uzkurtze-prozesu baten (Big Crunch) ostean gertatutako hedatze prozesua da. Beraz, unibertso desberdinak egon edo egongo dira, bakoitza Big Bang batetik hasi eta Big Crunch batekin bukatuz (edo alderantziz), ziklo hau errepikatuz. Gu bizi garen unibertsoa lehena edo unibertsoen sekuentzia infinitu batean edozein izan daiteke.

Hala ere, azken ikerketek erakutsi dute litekeena Big Freeze gertatzea dela, eta beraz Big Bounce teoria baztertu egin da. Honek, ordea, ez du esan nahi unibertso hau sortu zuen Big Banga baino lehen Big Crunch bat gertatu zen beste unibertso bat egon izana.

Multibertsoa

Multibertsoa unibertso askoren multzoa adierazteko erabiltzen den hitza da. Honek gurearen desberdinak diren unibertso asko existitzen direla baieztatzen du, bat amaitu arren besteek existitzen jarraituz. Unibertso bakoitzaren legeak eta euren arteko loturak azaltzeko teoria desberdinak daude.

Schrödingerren katuaren paradoxari erantzuna

Schrödingerren katua Erwin Schrödinger austriar fisikariak 1935an proposatu zuen irudimenezko esperimentua da. Kutxa batean sartutako katu bat irudikatzen du: berarekin batera katua hiltzeko gai den substantzia bat duen ontzi dago, mailu batekin. Mailua alfa partikulak detektatzen dituen gailu bati konektatua dago. Alfa partikula bat detektatuz gero, mailuak ontzia apurtu eta katua hil egingo du. Detektadorearen ondoan gai erreaktibo berezi bat jartzen da: ordu betean %50eko probabilitatea du alfa partikula askatzeko. Beraz, ordu bat igaro ostean bi aukera daude: partikula askatu du eta katua hilda dago, edo ez du askatu eta bizirik dago. Ezin dugu jakin kutxa ireki arte.

Mekanika kuantikoaren ikuspuntutik, emaitza “bizirik” eta hilda” egoeren gainjartzea da. Elektroiek duten propietate baten arabera, bi toki desberdinetan egon daitezke une berean. Honen arabera, katua bai bizirik bai hilda dago, Gainjartze deituriko egoeran. Kutxa irekitzean, ordea, egoera hau apurtuko dugu.

Multibetsoak honi ematen dion erantzuna katua bai hilda bai bizirik dagoela da, baina unibertsoaren adar desberdinetan.

Huts faltsua

Teoria honen arabera, gure unibertsoan ez dago egiazko “hutsik”, inolako materiarik ez izan arren energia unitate txikiak baititu. Huts faltsu hau egiazko huts bihurtu ahalko litzateke (tunel efektua) , burbuila forman espazioko edozein puntutan. Burbuila hau argiaren abiaduran hedatuko litzateke, huts faltsua egiazko huts bilakatuz, burbuilatik kanpoko inor horretaz ohartu gabe. Burbuila barruan lege fisiko eta konstante fisikoak erabat aldatuko lirateke, bertako materian, energian eta espazio-denboran izugarrizko ondorioekin. Prozesu hau unibertso osoan zehar gertatuko litzateke, gaur egun ezagutzen dugun unibertsoa atzean utziz.