El colapso del universo está más cerca que nunca

Tal vez pase mañana, quizás en mil millones de años. Los físicos han predicho desde hace tiempo que el universo puede colapsar algún día, y que todo lo que hay en él se comprimiría en una pequeña bola dura. Nuevos cálculos de los físicos de la Universidad del Sur de Dinamarca confirman esta predicción; y ellos también llegan a la conclusión de que el riesgo de un colapso es aún mayor que lo que antes se pensaba

Tarde o temprano un cambio radical en las fuerzas del universo causará que cada pequeña partícula en él llegue a ser muy pesada. Todo —cada grano de arena en la Tierra, todos los planetas del Sistema Solar y todas las galaxias— se convertirán en miles de millones de millones de veces más pesados de lo que son ahora, y esto tendrá consecuencias desastrosas: el nuevo peso comprimirá todo el material en una pequeña bola, super caliente y súper pesada, y el universo tal como lo conocemos dejará de existir.

Este violento proceso se llama una transición de fase, y es muy similar a lo que ocurre cuando, por ejemplo, el agua se convierte en vapor, o cuando un imán se calienta y pierde su magnetización. La transición de fase en el universo va a ocurrir si se crea una burbuja donde el campo de Higgs —asociado con la partícula Higgs— llega a un valor diferente que en el resto del universo. Si este nuevo valor resulta en menor energía, y si la burbuja es lo suficientemente grande, la burbuja se expandirá a la velocidad de la luz en todas las direcciones. Todas las partículas elementales dentro de la burbuja alcanzarán una masa mucho más pesada que si estuvieran fuera de la burbuja, y por lo tanto se pueden juntar y formar centros supermasivos.

«Muchas teorías y cálculos predicen una transición de fase, pero han habido algunas incertidumbres en los cálculos anteriores. Ahora hemos realizado cálculos más precisos, y vemos dos cosas: Sí , el universo probablemente colapsará , y segundo: es aún más probable un colapso que en los antiguos cálculos previos», dice Jens Frederik Colding Krog, estudiante de doctorado en el Centro de Cosmología y Fenomenología de Física de Partículas (CP ³ – Orígenes) de la Universidad del Sur de Dinamarca y co-autor de un artículo sobre el tema en Journal of High Energy Physics.

«La transición de fase se iniciará en algún lugar del universo, y se extenderá desde allí. Tal vez el colapso ya ha comenzado en algún lugar del universo, y en estos momentos se está comiendo en su camino al resto del universo. Tal vez un colapso está comenzando en este momento aquí mismo. O tal vez se iniciará muy lejos de aquí, en un mil millones de años. No lo sabemos», dice Jens Frederik Colding Krog.

Más específicamente, él y sus colegas examinaron tres de las principales ecuaciones que subyacen en la predicción de un cambio de fase. Estas son de las denominadas funciones beta, que determinan la fuerza de las interacciones entre, por ejemplo, partículas de luz y electrones, así como los bosones de Higgs y los quarks.

Los físicos ahora han trabajado con una ecuación a la vez, pero ahora los físicos de CP3 mostraron que las tres ecuaciones en realidad se pueden trabajar en forma conjunta y que interactúan entre sí. Cuando se aplicacan las tres ecuaciones juntas, los físicos predicen que la probabilidad de un colapso como resultado de un cambio de fase es incluso mayor que cuando se aplica sólo una de las ecuaciones.

La teoría de la transición de fase no es la única teoría predice un colapso del universo. También está en juego la llamada teoría del Big Crunch. Esta teoría se basa en el Big Bang, la formación del universo. Después del Big Bang todo el material fue expulsado hacia el universo desde un área pequeña, y esta expansión sigue ocurriendo. En algún punto, sin embargo, la expansión se detendría y todo el material comenzaría nuevamente a atraerse entre sí y, finalmente, se fundiría en un área pequeña de nuevo. Esto se conoce como el Big Crunch.

«Las últimas investigaciones muestran que la expansión del universo se está acelerando, por lo que las observaciones cosmológicas indican que no hay razón para esperar un colapso. Así que probablemente no va a ser un Big Crunch lo que haga que el universo se colapse», dice Jens Frederik Colding Krog.

Aunque los nuevos cálculos predicen que ahora un colapso es más probable que nunca, en realidad es también posible que no vaya a pasar nada. Es un requisito previo para el cambio de fase que el universo se componga de las partículas elementales que conocemos hoy en día, incluyendo la partícula de Higgs. Si el universo contiene partículas no descubiertas, toda la base para la predicción del cambio de fase desaparece.

«Entonces el colapso se cancelará», dice Jens Frederik Colding Krog.

En estos años la búsqueda de nuevas partículas es intensa. Hace sólo unos años, fue descubierta la partícula Higgs, y todo un campo de investigación conocido como la física de alta energía se dedica a buscar nuevas partículas.




En CP3 varios físicos están convencidos de que la partícula de Higgs no es una partícula elemental, sino que se compone de partículas aún más pequeñas llamadas técni-quarks (techni-quarks). También la teoría de la supersimetría predice la existencia de partículas aún no descubiertas, existentes en algún lugar del universo como socias de todas las partículas existentes. De acuerdo con esta teoría habrá un selectrón para el electrón, un fotino para el fotón, etc.

Más información: Journal of High Energy Physics: Standard Model Vacuum Stability and Weyl Consistency Conditions, Authors: Oleg Antipin, Marc Gillioz, Jens Grund, Esben Mølgaard, Francesco Sannino (CP3 – Origins and DIAS). arXiv:1306.3234

Fuente: Phys Org. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información: