11/Oct/08

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Las cuerdas cósmicas podrían emitir chispas cósmicas y responder preguntas cosmológicas

Para los astrónomos, comprender qué ocurrió en los primeros momentos del universo podría responder a muchas preguntas en física y astronomía.

Un jugador posible en el universo temprano son las cuerdas cósmicas, que surgen naturalmente en modelos de la física de partículas. Sin embargo las cuerdas cósmicas son entidades hipotéticas bastante extrañas: son más delgadas que un protón, pero pueden ser tan largas como el universo. Las cuerdas cósmicas podrían haberse formado como imperfecciones mientras el universo temprano pasaba por drásticos cambios de fase

"Si se descubriera que las cuerdas cósmicas existen, nos dirían que el universo era muy caliente (billones de billones de grados) en la primera fracción de un nanosegundo", dijo el físico Tanmay Vachaspati a PhysOrg.com. "Nos dirían que la teoría fundamental debería admitir soluciones de cuerdas. Estudios posteriores de las propiedades de las cuerdas podrían decirnos si la teoría de cuerdas puede ser correcta. De modo que el descubrimiento de las cuerdas cósmicas sería realmente extraordinario para una amplia variedad de físicos y astrónomos".

Las cuerdas cósmicas son también superconductoras, y pueden ser vistas como cables elásticos que transportan corriente y que invaden el cosmos como bucles cerrados y curvas infinitamente largas. Las cuerdas oscilan bajo su propia tensión, emitiendo una muy poderosa radiación electromagnética.

Posiblemente, una reciente observación de un estallido de radio, o chispa, puede haber sido causada por una cuerda cósmica superconductora. Ésa es la idea sugerida por Vachaspati, del Institute for Advanced Study en Princeton, Nueva Jersey, y Case Western Reserve University en Cleveland, Ohio.

Vachaspati ha desarrollado una predicción de que las cuerdas cósmicas podrían causar chispas de radio potencialmente observables, y publicó recientemente su estudio en las Physical Review Letters. Los previos intentos de observar las cuerdas cósmicas se habían concentrado principalmente en las emisiones de alta energía, como los rayos de gamma, más que en las ondas de radio de menor energía.

La reciente chispa de radio fue observada por Dunc Lorimer y sus colegas, e informada en 2007. No se ha identificado a ninguna galaxia anfitriona para la chispa, que sólo duró un milisegundo, y tenía una alta frecuencia central de 1,4 GHz. Vachaspati descubrió que las propiedades de las chispas de radio, como duración, fluencia, espectro, y velocidad del evento, coincidían con una cuerda cósmica superconductora que carga una corriente de aproximadamente 100.000 GeV.

"El resultado de Lorimer y equipo es el primer estallido de radio en ser detectado a distancias cosmológicas", dijo Vachaspati. "Su observación disparó la idea de que los estallidos de radio podían ser una buena manera de buscar cuerdas".

Esa chispa podía provenir de un punto llamado una "cúspide" sobre una idealizada cuerda cósmica, unidimensional. Por un instante breve, una cúspide alcanza la velocidad de la luz, y esta región localizada emite una radiación electromagnética muy poderosa. Vachaspati descubrió que un observador ubicado a gran distancia y ligeramente fuera de la dirección del rayo podía ver esta radiación como una chispa, similar a la observada por el grupo de Lorimer.

Si esta particular chispa de radio fue causada por cuerdas cósmicas u otra cosa, Vachaspati explica que lo importante es cómo sus predicciones podrían influir en la física de partículas. Por ejemplo, la existencia o la ausencia de cuerdas cósmicas podría ser usada para restringir varios modelos fundamentales.

Explicó que el modelo de cuerda cósmica superconductora podía ser probado en una variedad de maneras, por ejemplo en buscar firmas de emisiones de partículas en desintegración, en buscar desusados patrones de radiación en "abanico" de las curvas sobre las cuerdas, y en buscar más chispas de radio ubicadas fuera de las galaxias.

Fuente: PhysOrg. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard