18/Feb/08

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Recrear el Universo en el laboratorio

Es una tarea ambiciosa: recrear el Universo en un cubo

Pero si se tiene éxito, el experimento podría ayudar a resolver algunos problemas cosmológicos, por ejemplo: porqué estamos hechos de materia en vez de antimateria, y de dónde provienen los enormes campos magnéticos de las galaxias.

Además, propone que se podrían recrear los efectos de un horizonte de sucesos de un agujero negro usando rayos láser. Son algunas de las investigaciones presentadas recientemente en la reunión "La cosmología se encuentra con la materia condensada".

En la reunión del mes pasado de Cosmology Meets Condensed Matter en Londres, se sugirió que el espacio-tiempo podría ser simulado en el laboratorio usando raras sustancias conocidas como "súper-fluidos", que fluyen sin resistencia. Es intrigante, pero según Ray Rivers del Imperial College London, las ecuaciones que gobiernan las partículas en los súper-fluidos son similares a las que representan el Universo temprano. "Esperamos usar esto para chequear cosas en el laboratorio que, fracamente, no tenemos ninguna esperanza de ver por medio de observaciones astrofísicas".

Tanmay Vachaspati de la Universidad de Princeton piensa que estudiar el súper-fluido helio-3 podría ayudar a resolver dos misterios: porqué el Universo está hecho casi enteramente de materia en vez de antimateria y el origen de los campos magnéticos galácticos.

Los cosmólogos creen que una cantidad similar de materia y antimateria deberían haberse creado en el Universo temprano. Pero como se aniquilan entre sí, algo debe haber ocurrido que ha creado un exceso de materia y vemos el Universo tal como lo vemos. Algo de antimateria podría haber sido convertida a materia a través de un proceso que involucra partículas virtuales, dice Vachaspati. Entre éstas habría monopolos magnéticos -partículas hipotéticas que portarían una sola carga magnética. Al desaparecer estos monopolos, la antimateria se habría visto forzada a convertirse en materia.

Los monopolos, agrega el científico, pueden haber dejado un rastro: líneas distorionadas de campos magnéticos, muy estiradas al expandirse el Universo, dando lugar a los campos magnéticos galácticos.

Esos rastros en el Universo temprano serían difíciles de ver en la radiación de fondo de microondas dejada por el Big bang, pero el súper-fluido helio-3 podría ser una forma de testear la idea.

Asimismo, en la reunión se postuló la posibilidad de usar rayos láser para recrear el horizonte de sucesos de un agujero negro.

La luz viaja a través de diferentes materiales a diferente velocidad. En el vacío, la velocidad de la luz es la popularmente conocida de casi 300.000 km/s. Pero a través de la materia, la velocidad de la luz es diferente. También dependerá de las propiedaes de las ondas que viajan.

Al parecer, usando dos rayos láser, uno lento y otro más rápido, sería posible recrear las condiciones en un agujero negro. Se dispararía un pulso dentro en la fibra óptica, seguido de uno más rápido que debería alcanzar al primero. Sin embargo, el primer pulso, al pasar a través del medio, altera las propiedades ópticas de la fibra, restando velocidad al pulso rápido. Es lo que le ocurre a la luz cuando trata de escapar de un horizonte de sucesos: se hace tan lenta que queda "atrapada".

Hasta ahora se han hecho cálculos teóricos que muestran que un sistema así sería capaz de investigar los efectos cuánticos de los horizontes, en particular la radiación de Hawking.

Fuente: Noticias del cosmos. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard