Teoría del universo oscilante: ciclos del cosmos en expansión y colapso

Imagina el universo como un pulmón cósmico que se expande y se contrae. La teoría del universo oscilante —también llamada universo cíclico— propone que el cosmos atraviesa secuencias repetidas de Big Bang (gran expansión) y Big Crunch (gran colapso). Tras cada colapso surgiría un “rebote” que daría inicio a un nuevo ciclo.

Para situar esta idea en el mapa del conocimiento, conviene mirar la astronomía como disciplina que contrasta teorías con observaciones, y recordar qué entendemos por ciencia: método que prueba hipótesis con datos. Con ese marco, veremos cómo nació el modelo oscilante, qué lo hacía atractivo, por qué perdió protagonismo y de qué manera inspira versiones modernas.

El universo oscilante dialoga con el conocido relato del Big Bang, pero lo reimagina como capítulo de una historia mayor: no habría un comienzo absoluto, sino muchos comienzos. Enseguida desplegamos su trama, sus personajes y sus tensiones.

🎯 Abrimos la escena: del “gran suspiro” a la idea de ciclos

Todo empezó cuando la relatividad general mostró que el espacio-tiempo puede expandirse o contraerse. En los años 1920, Aleksandr Friedmann dedujo soluciones donde el universo no es estático; entre ellas, escenarios que se expanden y podrían volver a colapsar. Un repaso claro de ese trasfondo histórico puede verse en Friedmann universe (Encyclopaedia Britannica), donde aparece la posibilidad de un Big Crunch dentro de un universo “cerrado”.

En términos sencillos, la teoría del universo oscilante imagina un cosmos regido por la gravedad como freno: la expansión se detiene, la materia se reúne y el universo entero se pliega sobre sí mismo hasta un colapso. Luego, en el rebote, la historia comienza otra vez. Es un guion de creación y destrucción que, por momentos, recuerda a los ciclos de la naturaleza que la Tierra nos enseña a escala local: estaciones, erosión, regeneración.

Por qué resultó convincente en su época

La imagen cíclica ofrecía algo seductor: un universo sin comienzo ni final absolutos. Además, evitaba una singularidad única al inicio, repartiendo el “problema” en una cadena de inicios. Richard C. Tolman exploró en detalle la termodinámica de estos mundos que se expanden y se repliegan, abriendo un campo fértil de preguntas sobre materia, temperatura y tiempo.

🎯 Capítulos mayores: mecánica, historia y evidencias en contraste

Contemos el modelo como una serie de escenas, con sus fuerzas, sus reglas y sus protagonistas.

Escena 1: La expansión que se frena

En un universo con suficiente densidad de materia, la gravedad podría detener la expansión. La película se invierte: las galaxias, que antes se alejaban, empiezan a acercarse; el espacio se encoge y la temperatura sube. Este clímax es el Big Crunch.

Escena 2: El rebote

Después del colapso, el modelo propone un rebote: el universo vuelve a expandirse. En la versión clásica, ese “reinicio” no estaba descrito por una física detallada (no había una teoría cuántica de la gravedad que lo sostuviera), pero la intuición era que un estado extremo de compresión daría paso a otra etapa expansiva.

Escena 3: Los padres de la idea

Aleksandr Friedmann formuló en 1922 ecuaciones que permiten universos en expansión y contracción; Richard Tolman desarrolló, en los años 30, el lado termodinámico de los ciclos. Una panorámica divulgativa y actualizada sobre Friedmann puede complementarse con la nota de la American Physical Society sobre cómo su manuscrito abrió la puerta a universos cambiantes.

Escena 4: La objeción de la entropía

La segunda ley de la termodinámica indica que la entropía total tiende a aumentar. Tolman mostró que cada ciclo tendría más entropía que el anterior; por ello, los ciclos crecerían y durarían más. Esa flecha del tiempo complica la idea de un ciclo verdaderamente periódico y plantea que el pasado cíclico no puede ser infinito en condiciones idénticas. Para una mirada histórica técnica de estos argumentos, ver el estudio de Helge Kragh sobre los modelos cíclicos relativistas y la entropía.

Escena 5: El giro observacional que cambió el tablero

El siglo XXI trajo una pieza clave: la expansión del universo no solo continúa, sino que se acelera. Esa aceleración se atribuye a una componente misteriosa llamada energía oscura. Si el impulso acelerado domina, el colapso gravitatorio global no ocurre, por lo que el escenario “clásico” de Big Crunch se vuelve poco probable. Una explicación accesible está en NASA Science: Dark Energy, que resume por qué la expansión acelerada relega a segundo plano el antiguo universo oscilante.

🎯 Del “qué es” al “cómo se transmitió e influyó”: viaje por procesos

La teoría oscilante influyó en la imaginación cosmológica y en la enseñanza de la relatividad, y dejó preguntas que hoy seguimos explorando con herramientas nuevas. Presentamos el trayecto como etapas de una travesía intelectual.

Etapa A: El cálculo relativista

Las ecuaciones de Friedmann conectan geometría y contenido de energía del universo. Con ellas, resulta natural contemplar soluciones que se expanden, se frenan y colapsan. Esta matemática abrió espacio a las metáforas cíclicas y a comparar universos cerrados con universos abiertos o planos.

Etapa B: La termodinámica de Tolman

El aporte de Tolman fue poner el foco en la entropía: cada ciclo deja “residuos” térmicos que no desaparecen. El resultado, en su esquema, es que los ciclos sucesivos son más grandes y largos, lo que mina la idea de un eterno retorno idéntico.

Etapa C: El dato moderno de la aceleración

Desde finales de los 90, supernovas lejanas, el fondo cósmico de microondas y cartografiados de galaxias apuntan a una expansión que acelera. La consecuencia para un universo oscilante clásico es dura: sin mecanismo que revierta esa aceleración, el colapso global no llega. Los resúmenes de Hubble sobre energía oscura explican cómo este hallazgo cambió la narrativa cosmológica.

🎯 Tensiones, reinterpretaciones y modelos emparentados

Que el modelo clásico haya perdido centralidad no significa que la idea de “ciclos” haya muerto. Hoy existen variantes modernas que buscan evitar singularidades y compatibilizarse con los datos.

Ciclos sin colapso singular

Algunos escenarios teóricos proponen rebotes no singulares con campos exóticos (por ejemplo, materia “quintom”) o modificaciones de la relatividad a energías extremas. Son ideas activas en la frontera matemática y aún sin confirmación observacional robusta.

Ciclos conformes de Penrose

La Cosmología Cíclica Conforme (CCC) de Roger Penrose imagina “eones” sucesivos donde el fin de uno se conecta conformemente con el principio del siguiente, desplazando la inflación a un antes del Big Bang. Un resumen introductorio se puede leer en materiales de Oxford Mathematics sobre CCC. Estas propuestas no se identifican con el viejo “oscilante” basado en un colapso gravitatorio global, pero comparten el anhelo de una historia sin comienzo absoluto.

Lo que la idea nos enseñó

El universo oscilante obligó a precisar conceptos: ¿qué trae de vuelta el reloj?, ¿cómo actúa la entropía?, ¿qué dicen los datos?. En esa tensión entre imaginación y observación creció la cosmología moderna.

Preguntas frecuentes para teoría del universo oscilante

¿El universo oscilante afirma ciclos infinitos idénticos?

No necesariamente. En el tratamiento clásico de Tolman, la entropía aumenta de ciclo en ciclo, por lo que los ciclos posteriores serían más grandes y duraderos. Eso contradice la idea de repeticiones idénticas y limita la posibilidad de un pasado infinito con las mismas condiciones.

¿Qué papel juega la gravedad en el colapso?

La gravedad sería el freno que detiene la expansión cuando la densidad es suficiente, iniciando el Big Crunch. Sin embargo, con una expansión acelerada dominada por energía oscura —ver la explicación de NASA— ese freno global pierde fuerza y el colapso se vuelve improbable.

¿Hay evidencias de un rebote?

Hasta hoy no hay evidencia observacional directa de un rebote cósmico. Existen modelos de rebote no singular en investigación teórica, pero ninguno ha reunido pruebas concluyentes.

¿En qué se diferencia del Big Bang “estándar”?

El modelo estándar describe una expansión que comenzó hace ~13,8 mil millones de años y continúa (hoy acelerada). El universo oscilante clásico agrega colapsos y rebotes cíclicos. Con los datos actuales, el escenario “estándar con aceleración” explica mejor las observaciones.

¿Qué variantes cíclicas se exploran hoy?

Además de ideas con campos exóticos, la Cosmología Cíclica Conforme de Penrose propone “eones” enlazados sin colapso singular. Son propuestas especulativas que buscan huellas sutiles en el fondo cósmico y en la distribución de estructuras, aún sin consenso.

🎯 Por qué importa esta teoría hoy

La teoría del universo oscilante es una escuela de pensamiento: nos enseñó a preguntar por el tiempo profundo, a poner a prueba la intuición con la flecha de la entropía y a usar los datos como árbitro final. Aunque el consenso actual favorece una expansión acelerada —difícil de reconciliar con un Big Crunch—, la imaginación cíclica sigue viva en modelos modernos y mantiene abierta la conversación sobre nuestros orígenes y destinos. En esa conversación, el método científico —el mismo que guía a la astronomía y a la ciencia en general— sigue siendo la brújula.