Artículo publicado por Zeeya Merali el 13 de septiembre de 2013 en Nature News
Según proponen los teóricos, el Big Bang fue un espejismo procedente del colapso de estrellas en dimensiones superiores.
Podría ser el momento de apostar en
contra del Big Bang. Los cosmólogos han especulado que el universo se
formó a partir de los escombros expulsados cuando una estrella de cuatro
dimensiones colapsó en un agujero negro — un escenario que ayudaría a
explicar por qué el cosmos parece ser tan uniforme en todas las
direcciones.
Agujero negro
El modelo estándar del Big Bang nos dice que el universo estalló a partir de un punto infinitamente denso, o singularidad. Pero nadie sabe qué habría disparado este estallido: las leyes de la física conocida no pueden decirnos qué sucedió en dicho momento.
“Por lo que saben los físicos, podría
haber dragones volando desde la singularidad”, dice Niayesh Afshordi,
astrofísico del Instituto Perimeter para Física Teórica en Waterloo,
Canadá.
También es difícil explicar cómo un
violento Big Bang habría dejado tras de sí un universo que tiene una
temperatura casi completamente uniforme, debido a que no parece haber
suficiente tiempo desde el nacimiento del cosmos para que haya alcanzado
un equilibrio térmico.
Para la mayor parte de cosmólogos, la
explicación más plausible para tal uniformidad es que, poco después del
comienzo del tiempo, alguna forma desconocida de energía hizo que el
joven universo se inflase a un ritmo que era superior a la velocidad de
la luz. De esta forma, una pequeña parte con una temperatura
aproximadamente universo se habría estirado en el vasto cosmos que vemos
hoy. Pero Afshordi señala que “el Big Bang fue tan caótico, que no está
claro si en algún momento habría habido dicha pequeña zona homogénea a
partir de la cual la inflación empezase a trabajar”.
En la brana
En un artículo publicado la semana pasada en el servidor arXiv1, Afshordi y sus colegas vuelven su atención hacia una propuesta2 realizada
en 2000 por un equipo que incluía a Gia Dvali, físico actualmente en la
Universidad Ludwig Maximilians en Múnich, Alemania. En dicho modelo,
nuestro universo tridimensional es una membrana, o brana, que flota a
través de un ‘universo superior’ que tiene cuatro dimensiones
espaciales.
El equipo de Ashfordi se dio cuenta de
que si este universo superior contenía sus propias estrellas de cuatro
dimensiones, algunas de ellas colapsarían formando agujeros negros 4D,
de la misma forma que las estrellas masivas de nuestro universo lo
hacen: estallan como supernovas, expulsan de forma violenta sus capas
exteriores, y las capas internas colapsan en un agujero negro.
En nuestro universo, un agujero negro
está limitado por una superficie esférica conocida como horizonte de
sucesos. Mientras que en un espacio tridimensional común un objeto
bidimensional (una superficie) es lo que crea los límites del agujero
negro, en el universo superior el horizonte de sucesos de un agujero
negro en 4D sería un objeto 3D – una forma conocida como hiperesfera.
Cuando el equipo de Afshordi modeló la muerte de una estrella en 4D,
hallaron que el material expulsado formaría una brana en 3D alrededor
del horizonte de sucesos tridimensional, y se expandiría lentamente.
Los autores proponen que el universo 3D
en el que vivimos podría ser sólo una brana – y que detectamos el
crecimiento de la brana en forma de expansión cósmica. “Los astrónomos
midieron la expansión y extrapolaron que el universo debía haber
empezado con un Big Bang — pero esto es sólo un espejismo”, dice
Afshordi.
Discrepancia en el modelo
El modelo también explica de forma
natural la uniformidad de nuestro universo. Debido a que el universo
superior en 4D podría haber existido durante un tiempo infinitamente
largo hacia el pasado, habría habido una gran cantidad de oportunidades
para que distintas partes del universo 4D alcanzaran un equilibrio, el
cual habría heredado nuestro universo 3D.
Esta descripción tiene ciertos
problemas, no obstante. A principios de año, el observatorio espacial
Planck, de la Agencia Espacial Europea, publicó datos que
cartografiaban las ligeras fluctuaciones de temperatura en el fondo
cósmico de microondas — la antigua radiación que porta la marca de los
primeros momentos del universo. Los patrones observados encajan con las
predicciones realizadas por el modelo estándar del Big Bang e inflación,
pero el modelo del agujero negro se desvía de las observaciones de
Planck en, aproximadamente, un 4%. Esperando resolver la discrepancia,
Afshordi dice que está refinando su modelo.
A pesar de la discrepancia, Dvali elogia
la ingeniosa forma en la que el equipo se despoja del modelo del Big
Bang. “La singularidad es el problema más fundamental de la cosmología, y
ellos han reescrito la historia de forma que nunca lo encontremos”,
comenta. Mientras que los resultados de Planck “demuestran que la
inflación es correcta”, queda abierta la cuestión de cómo tuvo lugar la
inflación, añade Dvali. El estudio podría ayudar a demostrar cómo la
inflación estuvo motivada por el movimiento del universo a través de una
realidad de dimensiones superiores, concluye.
Artículos de referencia:
Nature doi:10.1038/nature.2013.13743
1.- Pourhasan, R., Afshordi, N. & Mann, R. B. Borrador en http://arxiv.org/abs/1309.1487(2013).
2.- Dvali, G., Gabadadze, G. & Porrati, M. Phys. Lett. B 485, 208–214 (2000).
Autor: Zeeya Merali
Fecha Original: 13 de septiembre de 2013
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