12/Feb/07

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Detectan huellas de otras siete dimensiones en el Universo

Un mapa alternativo de la energía cósmica en el Big Bang corroboraría la Teoría de las Supercuerdas.

Un equipo de físicos norteamericanos ha detectado nuevos indicios de la existencia de dimensiones alternativas en el Universo, a partir del desciframiento de la influencia que dichas dimensiones tuvieron sobre la energía cósmica liberada por la violenta explosión que originó el Universo (Big Bang), y que virtualmente ha quedado intacta durante 13 mil millones de años.

Estas huellas dimensionales obtenidas de los primeros momentos de la historia del Universo han sido captadas por satélites como la WMAP de la NASA, y han permitido a estos físicos desarrollar, a partir de geometrías matemáticas simples denominadas “warped throats”, un mapa de energía alternativo en el que las dimensiones extra (según ellos siete en total) se hacen algo visibles.

De esta forma, las dimensiones extra sobre las que ha teorizado la Teoría de las Supercuerdas podrían ser observadas gracias a un metafórico viaje en el tiempo: concretamente al instante posterior al Big Bang.

La fórmula que permite desentrañar las dimensiones alternativas ocultas en el Universo consiste, según informa la universidad Wisconsin-Madison en un comunicado, en descifrar la influencia de estas dimensiones en la energía cósmica liberada por la violenta explosión que dio vida al universo hace 13 mil millones de años.

El método, del que también se ha hecho eco la revista Physical Review Letters, proporciona evidencias de que se pueden utilizar los datos experimentales de ese momento primigenio del Universo para discernir la naturaleza de estas elusivas dimensiones, cuya existencia es una clave aún no probada de la veracidad de la teoría de las supercuerdas.

Importancia de la Teoría de las Supercuerdas

La importancia de la Teoría de las Supercuerdas radica en que se espera que explique a la vez todas las partículas subatómicas existentes y que unifique las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza (gravedad, interacción electromagnética, interacción nuclear fuerte e interacción nuclear débil).

Esta teoría propone que todo en el Universo está formado por diminutas y vibrantes cuerdas de energía –desde las galaxias hasta las partículas subatómicas-, y propone, además, una noción extraña para nuestra mente, acostumbrada a la percepción de tres dimensiones, más la cuarta o tiempo: en el Universo podrían existir seis dimensiones espaciales más, ocultas y curvadas, de diminutas formas geométricas.

Por tanto, el Universo tendría en realidad 10 dimensiones, de las que se desconocen las formas que toman, a pesar de que los científicos han aplicado ya imágenes informatizadas para visualizar su posible geometría. ¿Cómo podrían medirse estas dimensiones que, según los físicos, podrían adoptar decenas de miles de posibles formas, cada una de ellas correspondiente a un universo con su propio conjunto de leyes físicas?

Dimensiones extra demasiado pequeñas

Según señaló en dicho comunicado el físico Gary Shiu, que ha liderado el estudio, el problema de estas otras dimensiones es que son demasiado pequeñas para ser medidas a través de las actuales métodos de observación con las que cuentan los científicos.

Pero Shiu y el estudiante Bret Underwood han desarrollado la forma de medirlas, basada en la idea de que estas seis diminutas dimensiones extra debieron influir con la máxima potencia en el Universo, en el momento en que éste aún era un punto diminuto de materia y energía altamente compactas, es decir, justo después del Big Bang.

Mapa alternativo

En eso consiste su metafórico “viaje en el tiempo” hacia el pasado: utilizar el mapa de la energía cósmica liberada por el Big Bang, y que ha sido eleborado con la información captada por satélites como la WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) de la NASA. Esta energía cósmica ha permanecido de manera virtual intacta durante los últimos 13 mil millones de años, lo que permite conocer su estado en el inicio.

En la práctica es como conocer la forma de un objeto a partir de su sombra, es decir, que el patrón de la energía cósmica del Universo indica la forma original que debieron tener entonces esas otras seis dimensiones presentes, aunque casi invisibles.

Para leer los signos de su presencia en ese instante de creación del Universo y establecer su geometría, los físicos utilizaron dos tipos de geometrías matemáticas simples denominadas “warped throats”, con las que calcularon el mapa de energía que debería apreciarse en un universo descrito por cada forma. Cuando compararon los dos mapas, hallaron pequeñas pero significativas diferencias entre ambos.

Huellas captadas

Lo esencial es que había algunos patrones específicos de energía cósmica que podrían dar pistas sobre la geometría de esa forma de seis dimensiones, lo que supone un dato observable para demostrar la propuesta de la Teoría de las Supercuerdas.

Estos datos aún no son lo suficientemente precisos como para verificar dicha teoría totalmente, pero se espera que próximos análisis realizados por proyectos, como el del satélite Planck de la Agencia Espacial Europea, detecten otras variaciones mínimas que hagan referencia a esas diversas geometrías, afirma Shiu.

Si se confirman estas primeras observaciones, se obtendría la prueba de que existen las pretendidas dimensiones ocultas, y que pueden descifrarse a partir del patrón de la energía cósmica inicial. Según señalaron los autores en la revista Physical Review Letters, este análisis ha demostrado por tanto que la geometría de dichas dimensiones pudo dejar una huella en las microondas cósmicas de fondo, huella que podría captarse.

Esfuerzos anteriores

Este importante avance en el descubrimiento de la impronta de las dimensiones extra del Universo se suma a otros descubrimientos anteriores ya publicados en nuestra revista. Por un lado, científicos norteamericanos detectaron en 2005 indicios de la existencia de otras dimensiones gracias a los datos proporcionados por el telescopio AMANDA, enterrado en el Polo Sur.

Con este telescopio pudieron observarse una decena de colisiones de neutrinos de alta energía (10.000 veces más elevada que las de los neutrinos que emite el sol) con otras partículas elementales. Estos neutrinos podrían considerarse como una prueba empírica de la existencia de otras dimensiones, aunque esta interpretación no ha sido totalmente aceptada por la comunidad científica.

Formación no aleatoria de dimensiones

Por otro lado, también en 2005, publicamos otro artículo sobre la creación de un modelo matemático que ha recreado las condiciones iniciales de la formación del universo. En ese modelo se establecía que la formación de dimensiones no es aleatoria, sino que se basa en patrones que combinan entre tres y siete posibilidades.

Ese modelo teórico apuntaba a que el universo tiene tres dimensiones espaciales visibles y seis ocultas, y fue elaborado por Andreas Karch de la universidad de Washington y Lisa Randall, de la universidad de Harvard.

Todos estos esfuerzos por detectar las posibles dimensiones extras pretenden la comprensión del Universo como realidad de más de cuatro dimensiones, tal como predice la Teoría de las Supercuerdas.

Fuente: Tendencias 21. Aportado por Eduardo J. Carletti