Cosmólogo dice que el universo puede no estar expandiéndose

Las masas cambiantes de las partículas podrían explicar por qué las galaxias distantes parecen estar alejándose

El modelo convencional de la cosmología es que la mayoría de las galaxias se alejan unas de otras mientras el espacio mismo se infla como la superficie de un globo; lo cual explicaría por qué las otras galaxias aparecen on un corrimiento al rojo desde el punto de vista de nuestra propia galaxia. Sin embargo, un cosmólogo tiene una interpretación diferente de ese desplazamiento al rojo.

Todo comenzó con una explosión y se ha expandido desde entonces. Durante casi un siglo, ésta ha sido la visión estándar del universo. Ahora un cosmólogo propone una interpretación radicalmente diferente de los hechos, en la que el Universo no se está expandiendo.

En un artículo publicado en el servidor arXiv, Christof Wetterich, un físico teórico en la Universidad de Heidelberg, en Alemania, ha desarrollado una cosmología distinta en la que el universo no está en expansión, sino que la masa de todo es lo que ha ido en aumento. Esta interpretación podría ayudar a los científicos a comprender cuestiones problemáticas como la llamada singularidad en el Big Bang, dice.

Aunque el documento aún no ha sido revisado por expertos, ninguno de los expertos consultados por Nature lo desestimó por ser manifiestamente erróneo, y algunos de ellos encontró que la idea vale la pena. «Creo que es fascinante explorar esta representación alternativa», dice Zhao Hongsheng, cosmólogo de la Universidad de St Andrews, Reino Unido. «Su tratamiento parece suficientemente rigurosos como para ser entretenido.»

Los astrónomos miden si los objetos se alejan o se acercan a la Tierra mediante el análisis de la luz que emiten o absorben sus átomos, que se presenta en colores característicos, o frecuencias. Cuando la materia se está alejando de nosotros, estas frecuencias aparecen desplazadas hacia el rojo, o hacia las parte del espectro de menor frecuencia, de la misma forma en que escuchamos que el tono de una sirena de una ambulancia se va haciendo más grave cuando se aleja luego de haber pasado a nuestro lado.

En la década de los 20, los astrónomos como Georges Lemaître y Edwin Hubble descubrieron que la mayoría de las galaxias muestran un corrimiento al rojo… y que el desplazamiento hacia el rojo es mayor en las galaxias más distantes. A partir de estas observaciones, se deduce que el universo debería estar expandiéndose.

Pero, como señala Wetterich, la luz característica emitida por los átomos también es definida por las masas de las partículas elementales de los átomos, y en particular de sus electrones. Si aumentara la masa de un átomo, los fotones que emite podrían ser más energéticos. Debido a que a energías más altas corresponden frecuencias más altas, la emisión y frecuencias de absorción se moverían hacia la parte azul del espectro. A la inversa, si las partículas se convieran en más livianas, las frecuencias se convertirían en un corrimiento al rojo.

Debido a que la velocidad de la luz es finita, cuando observamos las galaxias distantes estamos mirando hacia atrás en el tiempo… viéndolas como habrían sido cuando emitieron la luz que observamos. Si todas las masas fueron alguna vez menores, y hubiesen ido en constante aumento, los colores de las galaxias antiguas se verían desplazadas hacia el rojo en comparación con las frecuencias actuales, y la cantidad de desplazamiento hacia el rojo sería proporcional a su distancia de la Tierra. Por lo tanto, el desplazamiento al rojo haría que las galaxias parecieran estar alejándose aun cuando no fuese así.

Trabajando con las matemáticas en esta interpretación alternativa de desplazamiento al rojo, todo en la cosmología se ve muy diferente. El Universo aún se expande rápidamente durante un período de corta duración, conocido como inflación. Pero antes de la inflación, de acuerdo con Wetterich, el Big Bang ya no contiene una «singularidad», donde la densidad del Universo sería infinita. En su lugar, el Big Bang se extiende en el pasado durante un período esencialmente infinito de tiempo. Y el cosmos actual podría ser estático, o incluso comenzar a contraerse.

Pura teoría

La idea puede ser plausible, pero tiene un gran problema: no se puede probar. La masa es lo que se conoce como una cantidad dimensional, y se puede medir sólo en relación a otra cosa. Por ejemplo, toda masa en la Tierra se determina, en última instancia, en relación con un estándar kilogramo que se encuentra en una bóveda en las afueras de París, en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas. Si la masa de todo —incluyendo el kilogramo oficial— ha ido creciendo proporcionalmente con el tiempo, no habría forma de saberlo.

Para Wetterich, la falta de una prueba experimental es algo fuera de lugar. Él dice que su interpretación podría ser útil para reflexionar sobre los diferentes modelos cosmológicos, de la misma manera que los físicos utilizan diferentes interpretaciones de la mecánica cuántica que son todos matemáticamente consistentes. En particular, Wetterich dice, la falta de una singularidad del Big Bang es una ventaja importante.

Le será duro ganarse a todos srespecto a su interpretación. «Sigo sin convencerme de la ventaja, o la novedad, de esta visión», dice Niayesh Afshordi, astrofísico en el Instituto Perimeter en Waterloo, Canadá. Según Afshordi, los cosmólogos ven el universo expandiéndose sólo porque es la interpretación más adecuada del desplazamiento al rojo de las galaxias.

Otros dicen que la interpretación de Wetterich podría evitar que los cosmólogos se aferren a una manera de pensar. «El campo de la cosmología en estos días está convergiendo en un modelo estándar en torno a la inflación y el Big Bang», dice el físico Arjun Berera en la Universidad de Edimburgo, Reino Unido. «Es por eso que sigue siendo tan importante, antes de que nos resulte demasiado confortable, ver si hay explicaciones alternativas que sean coherentes con toda observación conocida.»

Artículo de referencia: Nature doi:10.1038/nature.2013.13379

Fuente: Nature. Aportado por Eduardo J. Carletti

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