El telescopio espacial Hubble podría estar a punto de encontrar la primera evidencia de que el espacio-tiempo está cuantizado
La idea de que es el espacio-tiempo es cuántico a la escala de Planck existe desde que los físicos comenzaron a tratar de reconciliar la Relatividad General y la Mecánica Cuántica. En la década de los 60, John Wheeler acuñó el término «espuma cuántica» para describir la estructura del universo cuántico a una distancia de alrededor de 10-35 metros, más o menos.
Una cuestión que ha preocupado a los físicos desde entonces es cómo detectar esta estructura espumosa. Hoy, Wayne Christiansen de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y algunos colegas dicen que varios grandes telescopios están a punto de tener la capacidad de hacer las mediciones que podrían demostrar la existencia de espuma cuántica o de poner límites importantes en su estructura.
Una de las consecuencias del espacio-tiempo cuantificado es que pone un límite fundamental a la precisión en que se pueden medir las distancias.
Así que imagine que usted desea medir distancia usando un haz de luz. Esta luz se verá influida por la estructura del espacio-tiempo y su frente de onda tomará una forma similar a esa estructura espumosa. Esto limita la exactitud de las mediciones de distancia que se pueden hacer con esta luz.
Esto además afecta la manera en que se ve cómo viaja la luz desde una fuente puntual debido a que el frente de onda tiene el elemento aleatorio de la espuma. «En efecto, el espacio-tiempo espumoso crea un «disco visual», dice Christiansen y sus compañeros, y esto debe ser visible en las imágenes de determinadas fuentes ountuales distantes.
El problema es que el efecto es tan pequeño que sólo sería visible en imágenes de objetos a distancias verdaderamente cosmológicas.
Eso está bien aunque, dicen Christiansen y sus colegas, ya que el Telescopio Espacial Hubble ha fotografiado exactamente la clase de objetos que están lo suficientemente lejos como para mostrar el efecto. Se conoce a estos objetos como cuásares de alto corrimiento al rojo que aparecen en una imagen conocida como el Campo Ultra Profundo (Ultra Deep Field).
Su artículo de hoy evalúa estos cuásares en el Campo Ultra Profundo para determinar hasta qué punto se ven evidencias de espuma cuántica.
Y aquí hay una cosa: Christiansen y sus amigos dicen que estos cuásares tienen exactamente la cantidad de borrosidad que se esperaría de una espuma cuántica en ciertos tipos de modelo del universo. «Este borrosidad está a un nivel consistente con un modelo de espacio-tiempo espumoso», dicen.
Pero eso no es concluyente, debido a que esta borrosidad puede haber sido causada, también, por otros efectos, tales como alguna dispersión causada por el polvo a lo largo de la distancia interviniente. Otra posibilidad es que el cuásar no sea un verdadero origen puntual y esta borrisdad refleje la estructura del propio cuásar.
Estas son preguntas que se deberían poder resolver en la próxima ronda de observaciones. El Hubble ha sido mejorado recientemente y tiene la capacidad de tomar mejores mediciones. Y el Very Large Telescope Interferometer en construcción en este momento también podrían hacer contribuciones valiosas cuando se lo haya completado.
Lo que significa que podríamos estar a punto de encontrar la primera evidencia de una estructura espumosa del espacio-tiempo. Algo que será para ver.
Ref: arxiv.org/abs/0912.0535 : A Cosmic Peek at Spacetime Foam
Fuente: Tecnology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti
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