El universo no debería existir, según la física de Higgs

El universo no debería existir… al menos esto es lo que indica una nueva teoría. El nuevo estudio sugiere que modelando las condiciones poco después del Big Bang indica que el universo debió haber colapsado sólo microsegundos después de su explosivo nacimiento

«Durante el inicio del universo se produjo la inflación cósmica… una rápida expansión del universo justo después del Big Bang«, dijo el coautor del estudio Robert Hogan, un estudiante de doctorado en física en el King’s College en Londres. «Esta expansión hace que un montón de cosas se sacudan, y si las movemos demasiado, podríamos entrar en este nuevo espacio de energía, lo que podría provocar que el universo se colapse.»

Los físicos llegaron a esta conclusión a partir de un modelo que tiene en cuenta las propiedades de la recientemente descubierta partícula bosón de Higgs, que se piensa es la explicación de cómo obtienen su masa otras partículas; los rastros débiles de las ondas gravitacionales que se formaron en el origen del universo también forman parte de la conclusión.

Por supuesto, tiene que haber algo que falta en estos cálculos.

«Estamos aquí hablando de ello», dijo Hogan Live Science. «Eso significa que tenemos que extender nuestras teorías para explicar por qué esto no sucedió.»

¡Bang!

Una posible explicación sostiene que durante el destello de fuego después de la explosión primordial del Big Bang la materia se expandió a velocidades de vértigo en un proceso conocido como inflación cósmica. Esto curvó y comprimió el espacio-tiempo, creando ondas conocidas como ondas gravitacionales, que también tuercen la radiación que pasa a través del universo, dijo Hogan.

A pesar de que esos acontecimientos habrían ocurrido hace 13.800 millones de años, un telescopio en el Polo Sur conocido como Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization (BICEP2) detectó recientemente las débiles huellas de la inflación cósmica en la radiación de fondo de microondas que impregna el universo: en particular, características ondas torcidas o enrolladas llamadas el patrón modo-B. (Otros científicos ya han comenzado a cuestionar los resultados, diciendo que los resultados pueden provenir del polvo en la Vía Láctea.)

Pero la gravedad no era la única fuerza en juego en los inicios del universo. Un campo de energía omnipresente, llamado campo de Higgs, impregna el universo y da masa a las partículas que avanzan penosamente a través del campo. Los científicos encontraron señales reveladoras de ese campo en 2012, cuando descubrieron el bosón de Higgs y luego determinaron su masa.

Con una mayor comprensión de las propiedades de la inflación cósmica y la masa del bosón de Higgs, Hogan y su colega, Malcolm Fairbairn, quien también es físico en el Kings College de Londres, trataron de recrear las condiciones de la inflación cósmica después del Big Bang.

Lo que encontraron fue una mala noticia para, bueno, todo. El universo recién nacido debe haber experimentado una intensa fluctuación en el campo de la energía, conocida como fluctuación cuántica. Esas sacudidas, a su vez, podrían haber perturbado el campo de Higgs, en esencia, haciendo caer a todo el sistema a un estado de energía mucho más bajo que haría inevitable el colapso del universo.

El ingrediente que falta

Así que si el universo no debería existir, ¿por qué está aquí?

«La expectativa genérica es que, por lo tanto, debe haber una nueva física que no hemos puesto en nuestras teorías porque no hemos sido capaces de descubrirla», dijo Hogan.

Una posibilidad muy considerada, conocida como la teoría de la supersimetría, propone que hay partículas supercompañeras de todas las partículas conocidas en la actualidad, y tal vez unos aceleradores de partículas más potentes, podría encontrar estas partículas, dijo Hogan.

Pero la teoría de la inflación cósmica sigue siendo especulativa, y algunos físicos dan indicios de que lo que parecían ondas gravitatorias primordiales en el telescopio BICEP2 pueden ser en realidad señales del polvo cósmico en la galaxia, dijo Sean Carroll, un físico del Instituto de Tecnología de California y autor de «La partícula en el extremo del universo: ¿Cómo la caza del bosón de Higgs nos conduce al borde de un nuevo mundo» ( «The Particle at the End of the Universe: How the Hunt for the Higgs Boson Leads Us to the Edge of a New World«, Dutton Adult, 2012).

Si cambian los detalles de la inflación cósmica, entonces Hogan y el modelo de Fairbairn tendrían que adaptarse también, le dijo Carroll a Live Science. Caroll no participó en el estudio.

Curiosamente, esta no es la primera vez que los físicos dicen que el bosón de Higgs es una maldición para el universo. Otros han calculado que la masa del bosón de Higgs daría lugar a un universo fundamentalmente inestable que podría tener un fin apocalíptico en unos miles de millones de años.

 

 

La masa del bosón de Higgs, de aproximadamente 126 veces la del protón, resulta estar «justo en el borde,» en términos de la estabilidad del universo, dijo Carroll. Un poco más ligero, y el campo de Higgs sería mucho más fácilmente perturbado; un poco más pesado, y el campo actual de Higgs sería increíblemente estable.

Hogan presenta sus hallazgos hoy, martes 24 de junio, en la reunión de la Sociedad Astronómica Real en Portsmouth, Inglaterra, y el estudio fue publicado el 20 de mayo en la revista Physical Review Letters.

Fuente: Live Science. Aportado por Eduardo J. Carletti

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