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La última teoría de Stephen Hawking sobre el Big Bang

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La última teoría del profesor Stephen Hawking sobre el origen del universo, en la que trabajó en colaboración con el profesor Thomas Hertog de KU Leuven, fue publicada en el Journal of High Energy Physics, en 2018. Desde entonces, los cosmólogos siguen estudiando su legado y sus aportaciones al conocimiento de todo lo que nos rodea.

 

La teoría, que fue presentada para su publicación antes de la muerte de Hawking a principios de ese año, se basa en la teoría de cuerdas y predice que el universo es finito y mucho más simple que lo que dicen muchas teorías actuales sobre el Big Bang.

 

El profesor Hertog, cuyo trabajo fue apoyado por el Consejo Europeo de Investigación, anunció por primera vez la nueva teoría en una conferencia en la Universidad de Cambridge en julio de 2017, organizada con motivo del 75 cumpleaños del profesor Hawking.

 

Las teorías modernas del Big Bang predicen que nuestro universo local llegó a existir con una breve explosión de inflación, en otras palabras, una diminuta fracción de segundo después del propio Big Bang, el universo se expandió a un ritmo exponencial. Sin embargo, se cree ampliamente que una vez que la inflación comienza, hay regiones en las que nunca se detiene. Se piensa que los efectos cuánticos pueden mantener la inflación para siempre en algunas regiones del universo, de modo que, globalmente, la inflación es eterna. La parte observable de nuestro universo sería entonces sólo un hospitalario universo de bolsillo, una región en la que la inflación ha terminado y se han formado 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 que se infla», dijo Hawking en una entrevista. «Las leyes locales de la física y la química pueden diferir de un universo de bolsillo a otro, que juntos formarían un multiverso. Pero nunca he sido un fan del multiverso. Si la escala de los diferentes universos en el multiverso es grande o infinita, la teoría no puede ser probada».

 

En su nuevo artículo, Hawking y Hertog dijeron que este relato de la inflación eterna como una teoría del Big Bang es erróneo. «El problema con el relato habitual de la inflación eterna es que asume un universo de fondo existente que evoluciona según la teoría de la relatividad general de Einstein y trata los efectos cuánticos como pequeñas fluctuaciones en torno a esto», dijo Hertog. «Sin embargo, la dinámica de la inflación eterna borra la separación entre la física clásica y la cuántica. Como consecuencia, la teoría de Einstein se rompe en la inflación eterna.»

 

«Predecimos que nuestro universo, en las mayores escalas, es razonablemente suave y globalmente finito. Así que no es una estructura fractal», dijo Hawking.

 

 

Stephen Hawking. (Crédito: Doug Wheller/Wikimedia Commons/CC 2.0)

 

Hawking y la teoría de cuerdas

 

La teoría de la inflación eterna que Hawking y Hertog plantearon se basa en la teoría de las cuerdas: una rama de la física teórica que intenta reconciliar la gravedad y la relatividad general con la física cuántica, en parte describiendo los componentes fundamentales del universo como pequeñas cuerdas vibrantes. Su enfoque utiliza el concepto de la teoría de cuerdas de la holografía, que postula que el universo es un holograma grande y complejo: la realidad física en ciertos espacios tridimensionales puede reducirse matemáticamente a proyecciones 2D en una superficie.

 

Hawking y Hertog desarrollaron una variación de este concepto de la holografía para proyectar la dimensión del tiempo en la inflación eterna. Esto les permitió describir la inflación eterna sin tener que depender de la teoría de Einstein. En la nueva teoría, la inflación eterna se reduce a un estado intemporal definido en una superficie espacial al comienzo del tiempo.

 

«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 sentido», dijo Hertog.

 

La anterior ‘teoría sin límites’ de Hawking predijo que si retrocedemos en el tiempo hasta el principio del universo, este se encoge y se cierra como una esfera, pero esta nueva teoría representa un paso adelante con respecto al trabajo anterior. «Ahora estamos diciendo que hay un límite en nuestro pasado», dijo Hertog.

 

Hertog y Hawking usaron su nueva teoría para derivar predicciones más fiables sobre la estructura global del universo. Predijeron que el universo que emerge de la inflación eterna en el límite pasado es finito y mucho más simple que la estructura fractal infinita predicha por la vieja teoría de la inflación eterna.

 

Sus resultados, si se confirman en futuros trabajos, tendrían implicaciones de gran alcance para el paradigma del multiverso. «No nos limitamos a un universo único, sino que nuestros hallazgos implican una reducción significativa del multiverso, a un rango mucho más pequeño de universos posibles», dijo Hawking.

 

Esto hace que la teoría sea más predecible y comprobable.

 

Hertog ahora planea estudiar las implicaciones de la nueva teoría en escalas más pequeñas que están al alcance de nuestros telescopios espaciales. Cree que las ondas gravitatorias primordiales – ondas en el espacio tiempo – generadas a la salida de la inflación eterna constituyen la «pistola humeante» más prometedora para probar el modelo. La expansión de nuestro universo desde el principio significa que tales ondas gravitatorias tendrían longitudes de onda muy largas, fuera del alcance de los actuales detectores LIGO. Pero podrían ser escuchadas por el proyectado observatorio europeo de ondas gravitacionales basado en el espacio, el LISA, o vistas en futuros experimentos que midan el fondo cósmico de microondas.  (Fuente: NCYT Amazings)

 

 

Fuente de TenemosNoticias.com: noticiasdelaciencia.com /

Publicado el: 2020-02-22 03:15:52
En la sección: Ciencia Amazings® / NCYT®

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