Por qué los físicos no pueden evitar que exista una Creación - principal


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Puede que el Big Bang no haya sido el principio de todo, pero los nuevos cálculos indican que de todos modos necesitamos un “disparo de largada” en la historia del cosmos

Podemos llamarle el peor regalo de cumpleaños que se pueda dar. En la reunión de mentes de la semana pasada en honor al cumpleaños de los 70 de Stephen Hawking, titulada con cierta altanería “Estado del Universo” (State of the Universe), dos audaces propuestas le plantean una grave amenaza a nuestra comprensión actual del cosmos.

Una de ellas muestra que es mucho más probable que exista una problemática entidad llamada singularidad desnuda que lo que se pensaba en principio. La otra sugiere que el universo no es eterno, lo cual nos devuelve a la espinosa cuestión de cómo comenzó el cosmos sin la mano de un creador sobrenatural.

Mientras que muchos de nosotros podemos estar de acuerdo con la idea de un principio como el Big Bang, los físicos, incluyendo Hawking, tienden a alejarse de una génesis cósmica. “Un momento de creación sería aquel lugar en donde la ciencia se quiebra. Uno tendría que apelar a la religión y la mano de Dios”, dijo Hawking en la reunión, en la Universidad de Cambridge, en un discurso pre-grabado.

Durante un tiempo pareció que era posible esquivar el problema, apoyándose en modelos como el de un universo en inflación eterna o en universos cíclicos, que parecían continuar infinitamente en el pasado, así como el futuro en ambos casos. Quizás, sorprendentemente, estos eran también compatibles con la teoría del Big Bang: la idea de que el universo brotó a partir de un estado extremadamente denso y caliente hace alrededor de 13.700 millones de años.

Sin embargo, como explicó la semana pasada el cosmólogo Alexander Vilenkin, de la Universidad de Tufts en Boston, la esperanza se ha ido desvaneciendo, y ahora podría haber desaparecido del todo. Vilenkin demostró que todas estas teorías siguen requiriendo un comienzo.

Su primer objetivo fue la inflación eterna. Propuesta por Alan Guth, del Instituto de Tecnología de Massachusetts en 1981, la inflación dice que a muy pocas fracciones de segundo después del Big Bang el universo creció en tamaño miles de veces, antes de que se estableciera la expansión más pausada que vemos hoy. Esto ayudó a explicar por qué partes del universo tan distantes entre sí que nunca se han comunicado se ven tan similares en aspecto.

La inflación eterna es esencialmente una extensión de la idea de Guth, y dice que el universo crece a ese ritmo vertiginoso siempre, en un nacimiento constante de pequeños universos “burbuja” dentro de un multiverso cada vez mayor, y que cada una de estas burbujas pasa por su propio período inicial de inflación. Fundamentalmente, algunas versiones de inflación eterna son aplicadas al tiempo como al espacio, con formación de burbujas hacia atrás y hacia delante en el tiempo.


En varios modelos del universo, el Big Bag no es el comienzo. Pero incluso estos
modelos no se estiran en un infinito real: siguen teniendo un “comienzo de todo”

Pero en 2003, un equipo en el que estaban Vilenkin y Guth, consideró lo que la inflación eterna significaría para la constante de Hubble, que describe matemáticamente la expansión del universo, y vieron que las ecuaciones no funcionaban (Physical Review Letters, DOI: 10.1103/physrevlett.90.151301). “No se puede construir un espacio-tiempo con esta propiedad”, dijo Vilenkin. Resulta que la constante tiene un límite inferior que impide la inflación en ambos sentidos del tiempo. Dicho de otra manera, “no es posible que sea eterno en el pasado, tiene que haber algún tipo de límite.”

Sin embargo, aunque no todo el mundo aceptó la inflación eterna, la idea del universo eterno todavía tenía algún punto de apoyo. Otra opción es la del universo cíclico, en la que el Big Bang no es un principio, en verdad, sino más bien el rebote que viene luego del colapso de un universo anterior. El universo pasa por infinitos ciclos de Big Bang y Big Crunch (grandes compresiones) sin un comienzo en especial. El universo cíclico tiene un “encanto poético irresistible y nos recuerda al Fénix”, dijo Vilenkin, citando a Georges Lemaître, un astrónomo que murió en 1966. Sin embargo, cuando analizaron qué significaría esto para el caos del universo, una vez más las cifras no cuadraban.

El desorden aumenta con el tiempo. De modo que, leugo de cada ciclo, el universo debería estar cada vez más desordenado. Pero si ya hubo una cantidad infinita de ciclos, el universo que habitamos debería estar en un estado de caos máximo. Un universo así debería ser uniformemente tibio, sin rasgos distintivos, y carente de entidades complejas como las estrellas, planetas y otros objetos físicos, nada que se parezca al universo que vemos a nuestro alrededor.

Una forma de evitar esto es que el universo se haga más grande en cada ciclo. Así la cantidad de desorden por volumen no crece y no puede alcanzar el máximo. Pero Vilenkin encontró que este escenario sufre a causa del mismo argumento matemático que afecta a la inflación eterna: si el universo es cada vez más grande, tiene que haber comenzado en algún punto.

El golpe final de Vilenkin es el ataque a una tercera propuesta, menos conocida, que propone que el cosmos existe eternamente en un estado estático, llamada huevo cósmico. Éste finalmente se quebró para crear el Big Bang, dando lugar a la expansión del universo que vemos hoy. A fines del año pasado, Vilenkin y el graduado Audrey Mithani demostraron que este ‘huevo’ no pudo haber existido siempre, al fin y al cabo, la inestabilidad cuántica lo forzaría a colapsar después de una cantidad finita de tiempo (arxiv.org/abs/1110.4096). Si hubo un momento en que se quebró y llevó al Big Bang, entonces esto tuvo que ocurrir antes de que colapsara, y por lo tanto, después de una cantidad finita de tiempo.

“No, ésta tampoco es una buen candidato para un universo sin comienzo”, concluye Vilenkin. “Todas la evidencias que tenemos indican que el universo tuvo un principio.”

Fuente: Somerandompearson’s Blog. Aportado por Eduardo J. Carletti


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