Mundo Jueves, 10 de mayo de 2018

La última teoría de Hawking

El estudio, desarrollado por Hawking meses antes de morir, fue publicado póstumamente en la revista Journal of High Energy Physics. En él, el innovador físico nos detalla con brillantez su última teoría sobre el origen del universo, en coautoría con Thomas Hertog de la Universidad KU Leuven en Lovaina, (Bélgica).

Plantea que el universo es mucho menos complejo de lo que sugieren las actuales teorías del multiverso, pues se basa en un concepto llamado inflación eterna, introducido por primera vez en 1979 y publicado en 1981.

Tras el Big Bang, el universo experimentó un período de inflación exponencial; luego, disminuyó su velocidad y energía y se convirtió en materia y radiación.

Sin embargo, de acuerdo con la teoría de la inflación eterna, algunas regiones del espacio dejaron de inflamarse o ralentizarse en una trayectoria de detención, creando un pequeño punto muerto fractal del espacio estático.

Mientras tanto, en otras burbujas del espacio, debido a los efectos cuánticos, la inflación nunca se detiene, lo que lleva a un número infinito de multiversos. Así, todo lo que vemos en nuestro universo observable, de acuerdo con esta teoría, está contenido en una de estas burbujas, en la que la inflación se ha detenido, lo que permite la formación de estrellas y galaxias.

"La teoría habitual de la inflación eterna predice que, globalmente, nuestro universo es como un fractal infinito, con un mosaico de diferentes universos de bolsillo, separados por un océano inflado", explicó Hawking. "Si la escala de los diferentes universos en el multiverso es grande o infinita, la teoría no puede ser probada".

Según este trabajo de Hawking y Hertog, el modelo de inflación eterna es incorrecto. Esto se debe a que la teoría de la relatividad general de Einstein se descompone en escalas cuánticas.

"El problema con la explicación habitual de la inflación eterna es que asume un universo de fondo existente que evoluciona de acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein y trata los efectos cuánticos como pequeñas fluctuaciones en torno a esto", explicó Hertog. "Sin embargo, la dinámica de la inflación eterna borra la separación entre la física clásica y cuántica. Como consecuencia, la teoría de Einstein se descompone en la inflación eterna".

La nueva teoría se basa en la teoría de cuerdas, uno de los marcos que intenta conciliar la relatividad general con la teoría cuántica reemplazando las partículas puntuales en la física de partículas con cuerdas diminutas vibrantes de una dimensión.

En la teoría de cuerdas, el principio holográfico propone que se puede describir un volumen de espacio en un límite de dimensión inferior; por lo que el universo es como un holograma, en el que la realidad física en los espacios tridimensionales se puede reducir matemáticamente a proyecciones 2D en sus superficies.

Los investigadores desarrollaron una variación del principio holográfico que proyecta la dimensión del tiempo en la inflación eterna, lo que les permitió describir el concepto sin tener que depender de la relatividad general.

Esto luego les permitió reducir matemáticamente la inflación eterna a un estado sin tiempo en una superficie espacial al comienzo del universo, un holograma de inflación eterna.

"Cuando rastreamos la evolución de nuestro universo hacia atrás en el tiempo, en algún momento llegamos al umbral de la inflación eterna, donde nuestra noción familiar del tiempo deja de tener significado", dijo Hertog.

Según la nueva teoría, el universo temprano tenía un límite, lo que permitió a Hawking y Hertog derivar predicciones más confiables sobre la estructura del universo.

"Predecimos que nuestro universo, en las escalas más grandes, es razonablemente liso y globalmente finito. Por lo tanto, no es una estructura fractal", dijo Hawking.

Es un resultado que no desmiente a los multiversos, sino que los reduce a un rango mucho más pequeño, lo que significa que la teoría multiverso puede ser más fácil de probar en el futuro, si el trabajo puede ser replicado y confirmado por otros físicos.

Más noticias