Post Format

El último artículo de Stephen Hawking: Poner fin al principio del universo

Leave a Reply

Cuando Stephen Hawking murió el 14 de marzo, el famoso físico teórico tenía algunos documentos aún en proceso. Hoy, el Journal of High Energy Physics publicó su último trabajo en cosmología: la ciencia de cómo el universo surgió y evolucionó. (Todavía se están preparando otros documentos sobre los agujeros negros).

La inflación cósmica es un crecimiento monumental que supuestamente estiró el universo infantil durante la primera fracción más pequeña de un segundo. Soñado en 1979 por el teórico estadounidense Alan Guth, la inflación sostiene que, justo después del Big Bang, el espacio se expandió exponencialmente, duplicando el tamaño del universo una y otra vez al menos 60 veces antes de disminuir drásticamente.

La inflación resuelve un gran enigma: ¿por qué el universo es tan uniforme? Por ejemplo, el espacio está lleno de radiación que se prolonga desde el Big Bang, el fondo cósmico de microondas (CMB). Tiene casi exactamente la misma temperatura en todo el cielo.

Eso es extraño, ya que los puntos ampliamente separados parecen a primera vista estar demasiado alejados para que cualquier influencia pueda llegar de uno a otro a lo largo de los 13.800 millones de años que ha existido el universo. La inflación resuelve ese enigma al implicar que todos los puntos en el cielo comenzaron lo suficientemente cerca para interactuar, y luego se estiraron muy lejos.

El último artículo

Aquí es donde el concepto de inflación se encuentra con problemas propios. A los físicos no les gusta la idea de que la inflación se detenga repentinamente, sin ninguna razón en particular. Preferirían tener un mecanismo que explique qué impulsó la inflación y luego provocó que se detuviera.

Es por eso que asumen que algún tipo de campo cuántico lo condujo, antes de agotarse. La idea es que el campo comienza en un estado de «falso vacío» de energía superior, aproximadamente estable, en el que el espacio se estira exponencialmente. Luego se relaja a su verdadero estado de energía más baja, en el que el espacio se expande mucho más lentamente.

El escenario funciona un poco demasiado bien, sin embargo. El falso vacío de expansión exponencial produce más y más por sí mismo, por lo que cada vez se expande más espacio a una velocidad increíblemente rápida. Nuestro universo es un parche que ha experimentado la transición al estado de verdadero vacío de baja energía.

Pero tales transiciones deberían suceder al azar, por lo que también debería haber muchos otros universos. De hecho, el proceso debe producir una cantidad cada vez mayor de espacio que crece a un ritmo exponencial, salpicado con un número infinito de «universos de bolsillo» que crecen más lentamente.

¿Qué tiene que ver todo esto con el comienzo del universo?

Ahí es donde las cosas se ponen interesantes y difíciles. El concepto de equiparar una teoría con otra en un espacio con una dimensión menos es conocido por los físicos teóricos como holografía. En su trabajo, Maldacena equiparaba una teoría con otra en un espacio con una dimensión menos espacial.

Pero, sostiene Hertog, el principio de holografía permite a los teóricos abandonar la dimensión del tiempo. Así que en la teoría de Hawking y Hertog, a través del principio de la holografía, el universo muy temprano debe ser descrito por una teoría con solo tres dimensiones espaciales y sin tiempo.

Desde que quedó claro que el universo tuvo un comienzo, el momento de su nacimiento ha sido un dolor de cabeza para los teóricos. En términos generales, la teoría general de la relatividad de Einstein hace un buen trabajo de explicar las cosas después del momento del Big Bang, pero no puede manejar el instante de la creación en sí.

Ese momento forma una «singularidad» en el espacio-tiempo, como una función matemática que explota hasta el infinito, que dispara la teoría. Así que los teóricos han buscado durante mucho tiempo una forma de evitar esa singularidad, y perder el tiempo sería una forma de hacerlo.

Hay personas interesadas

Es un problema que fascinó a Hawking en toda su carrera, dice Hertog. Hace décadas, sugirió una solución alternativa al especular que desde el principio, el tiempo era, en términos crudos, una idea que no encaja con el nuevo trabajo.

Probablemente no. Otros examinarán la invocación de Hawking y Hertog de la relación que cambia las dimensiones. E incluso si otros investigadores lo encuentran sólido, todavía hay una pregunta importante que responder, reconoce Hertog. Si los teóricos comienzan con una teoría con solo dimensiones espaciales, ¿cómo emerge finalmente el tiempo de ella? «Lanzamos un nuevo paradigma», dice Hertog, «pero hay mucho trabajo por hacer».

0

Leave a Reply

Required fields are marked *.