¿Por qué el universo se está apagando antes de lo esperado?

Durante años los cosmólogos creyeron que el universo era una fábrica inagotable de estrellas. Pero nuevos datos contradicen esta hipótesis: mediciones en galaxias cercanas y lejanas muestran que la formación estelar llegó a su pico máximo hace millas de millones de años y desde entonces, desciende de forma sostenida. No sobrevendrá un apagón súbito, sino una lenta perdida de nacimientos y brillo.

Basados ​​en la teoría de la radiación de Esteban Hawking -con la que un agujero negro disipa su energía- los astrofísicos proponen un límite a la duración del universo ya sus restos estelares. Así, enanas blancas y estrellas de neutrones irían perdiendo su masa por procesos cuánticos. El oscurecimiento, sostienen, ya está en marcha. No habrá explosión final, sino un desgaste irreversible.

“No habrá un ‘apagón’ inmediato: las estrellas ya formadas seguirán brillando durante muchísimo tiempo. Lo que disminuye es el ritmo de nacimientos, por la escasez de gas frío y la menor acreción. Esto no contradice ni a la relatividad general ni a la física de partículas; dentro del modelo cosmológico estándar (ΛCDM) es un comportamiento esperable”, explica Gabriel Bengocheadel IAFE-Conicet.

Observatorios en órbita y en tierra aportarán evidencia de este enfriamiento irreversible. Telescopios como Hubble y James Webb midieron cuántas estrellas nacen en galaxias lejanas y detectaron una caída considerable. Los resultados coinciden con simulaciones cosmológicas que incorporan materia y energía oscura y muestran que el declive no es local, sino un fenómeno de escala planetaria.

Las estimaciones indican que hoy se forman casi nueve veces menos estrellas que en el máximo de actividad, ocurrido hace unos 10.000 millones de años. Ese recorrido, del auge al declive, se consolidó con el estudio Historia de la formación estelar cósmica, de los astrofísicos Piero Madau y Mark Dickinson, que integraron observaciones de galaxias y fijaron un marco guía para la disciplina.

“El espacio-tiempo no desaparece: lo que se agota es el gas y con él el nacimiento de nuevas estrellas. Dominarán los remanentes —enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros— que se enfriarán, mientras estos últimos acabarán por evaporarse. No habrá un final súbito, sino una deriva hacia un universo cada vez más diluido y con menor actividad energética”, advierte Bengochea.

A escala humana, estos cambios resultan imperceptibles, ya que los plazos superan con holgura la vida de civilizaciones y especies. Sin embargo, para la cosmogonía, este declive señala un giro crucial, porque redefinirá el equilibrio de energía y el modo en que la estructura del universo observable evolucionará a lo largo de eras profundas.

Esto no implica que van a sucumbir todas las luces del firmamento. Las estimaciones sugieren que existen al menos 10^24, una cifra seguida de 24 ceros. Estafa 13.800 millones de años de historia, el cosmos subió sus luces más antiguas poco después del Big Bang y desde entonces, esa “fábrica” celeste fue desacelerando su rendimiento.

“El cielo estará dominado por estrellas ya formadas, muy longevas. Hablar de un fenómeno ‘visto desde la Tierra’ es bastante engañoso: nuestro planeta probablemente no existe como hoy, porque el Sol evolucionará antes. El cielo, en ese sentido, también envejecerá. Los primeros cambios visibles vendrán de la dinámica local, como la futura fusión entre la Vía Láctea y Andrómeda”, afirma Bengochea.

Los científicos compararon este proceso con una hoguera que consume su combustible más abundante. Al inicio ardió con intensidad, luego mantuvo brasas persistentes y finalmente se fue apagando. La metáfora ayuda a comunicar un fenómeno complejo sin perder precisión, apoyada en observaciones y modelos aceptados por la comunidad científica.

“A simple vista, los cambios en las constelaciones se dan en 10.000 o 100.000 años por movimientos propios, no por nacimiento estelar. Los efectos se percibirán en poblaciones jóvenes recién en decenas de millones de años. Si se comprueba que la energía oscura existe y continúa dominando, la expansión acelerada empobrecerá el cielo extragaláctico y cada vez veremos menos galaxias”, dice Bengochea.

Las galaxias espirales, como la Vía Láctea, también reflejaron ese cambio gradual. Los brazos que antes brillaron con cúmulos comenzaron jóvenes a mostrar poblaciones más envejecidas. Estudios espectroscópicos revelaron que el ritmo actual de creación estelar resultó varias veces menor que en el pasado remoto, una tendencia compartida por la mayoría de las galaxias cercanas.

La expansión acelerada del espacio influyó de manera decisiva en este proceso. Al separarse las galaxias unas de otras, el gas interestelar perdió densidad y capacidad de enfriamiento. Sin ese enfriamiento, la gravedad no logró comprimir el material hasta encender nuevas estrellas, lo que reforzó un ciclo de escasez progresiva en escalas cósmicas.

La energia oscuraun componente hipotético que los científicos investigan pero cuya naturaleza aún no está demostrada, habría tenido un papel decisivo. Al acelerar la expansión del espacio, separó regiones que antes intercambiaban gas, aisló galaxias y redujo las fusiones, procesos que en el pasado reactivaron la formación estelar al comprimir grandes reservas de material frío.

Otro factor clave surgió de la retroalimentación estelar. Las estrellas masivas emitieron radiación intensa y vientos poderosos que calentaron el gas circundante. Además, cuando explotan como supernovas, expulsan energía suficiente para desalojar material de regiones activas. Ese efecto regulador limitó futuros colapsos y contribuyó a la disminución global del nacimiento estelar.

Las galaxias elípticas ofrecieron un ejemplo extremo de este agotación. En ellas, la mayor parte del gas disponible se consumió rápidamente en una fase temprana. Desde entonces, albergaron estrellas antiguas y rojizas, con escasa o nula formación nueva. Este patrón permitió a los astrónomos comparar etapas evolutivas y confirmar que el fenómeno era universal.

Para los sistemas planetarios, el impacto es indirecto pero decisivo. Menos supernovas significa menor produccion de elementos pesados —hierro, silicio, oxígeno— que forman planetas rocosos. El Sistema Solar nació cuando esos materiales aún se generaban en abundancia. En un universo envejecido, esa “fábrica química” se debilita y la formación de mundos sólidos se vuelve cada vez más rara.

Las investigaciones también analizan el destino térmico del cosmos. Con menos estrellas activas, la energía disponible para calentar el entorno disminuye. El universo tendió a un estado más frío y uniforme, conocido como muerte térmica. Este escenario no ocurrió de forma abrupta, sino como una atenuación prolongada de procesos energéticos.

Aun con este panorama sombrío, el universo no queda inerte. Algunas galaxias enanas conservacion de reservorios de gas que, de manera intermitente, aún colapsan y encienden estrellas. En la Vía Láctea, regiones activas como la nebulosa de Orión siguen dando origen a nuevos astros, aunque el ritmo resulta mucho menor que en el pasado.

Y aunque todavía persisten algunas incertidumbres, como el destino del gas remanente en escalas extremas o la posibilidad de que la física fundamental muestre sorpresas. Cuando un dato no se comprueba de forma directa, los trabajos lo señalan con cautela y evitan afirmaciones tajantes. Esa disciplina metodológica sostiene la credibilidad del relato científico y sus límites.

Lo que implica que el universo no se apaga por falta de materia, sino por la evolución de sus reglas físicas. La reducción de nuevos nacimientos estelares señala el paso hacia una era dominada por restos estelares y expansión acelerada. Entender este proceso ubica a la humanidad dentro de una historia cósmica más amplia, donde la luz también tiene calendario.