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Una nueva teoría cosmológica apunta hacia un universo más pequeño, simple y finito

Poco antes de su muerte, Stephen Hawking nos dejó su legado final: una teoría desarrollada con el físico Thomas Hertog que aborda el problema de los universos múltiples e infinitos.
Una nueva teoría cosmológica apunta hacia un universo más pequeño, simple y finito
Las teorías actuales del Big Bang predicen que este no dio lugar a un solo universo si no a múltiples universos, lo que se denomina multiverso. La percepción común del multiverso es que es como un fractal infinito compuesto por distintos universos de bolsillo pequeños. Sin embargo, el multiverso tiene un número ilimitado de posibilidades. Y aquí es donde radica el problema. Puesto que todo es posible en algún lugar de este conjunto de universos, la teoría no consigue predecir mucho sobre nuestro propio universo.

En un artículo publicado en la revista «Journal of High Energy Physics», el difunto Stephen Hawking y Thomas Hertog de KU Leuven presentan un modelo que reduce el ilimitado multiverso a una serie más manejable de posibles universos. El artículo se entregó para ser publicado pocos días antes de la muerte de Hawking en marzo.

El nuevo modelo de estos dos físicos, desarrollado con el apoyo parcial del proyecto financiado con fondos europeos HoloQosmos, trabaja con un concepto denominado inflación eterna. Según la teoría de la inflación eterna, durante una fracción de segundo después del Big Bang, el tiempo-espacio debió haberse expandido a un ritmo extremadamente acelerado. Se cree que, una vez iniciada, esta rápida expansión (llamada inflación) continúa indefinidamente. Sin embargo, en algunas regiones la inflación se detiene y crea universos de bolsillo locales con estrellas y galaxias. Según esta teoría, todo en nuestro universo observable está contenido en uno de estos bolsillos.

En su artículo, los autores sugieren ahora que el modelo actual de inflación eterna del Big Bang es incorrecto. Esto se debe a que basa la evolución del universo existente en la teoría general de la relatividad de Einstein, la cual no se sostiene con el Big Bang.

«Predecimos que nuestro universo, a mayor escala, es razonablemente fluido y globalmente finito. Por tanto, no es una estructura fractal», dijo Hawking en una entrevista con la Universidad de Cambridge el año pasado.

Hawking y Hertog utilizaron la teoría de cuerdas como base para su nuevo modelo. Su enfoque de la inflación eterna se centra en un principio de la teoría de cuerdas denominado holografía. Según este principio, la realidad física que percibimos en tres dimensiones puede escribirse en una superficie bidimensional, como un holograma.

Los investigadores desarrollaron una variación del principio del holograma para pronosticar la dimensión temporal en la inflación eterna. Este enfoque les permitió describir la inflación eterna sin utilizar la teoría general de la relatividad. En lugar de esto, la redujeron matemáticamente a un estado atemporal en una superficie espacial al inicio de los tiempos.

Su nueva teoría implica «una estructura general del universo mucho más manejable, con regiones que pueden diferir entre ellas, pero de ningún modo tanto como en la antigua teoría del multiverso», explicó Hertog en una entrevista concedida al Consejo Europeo de Investigación. «Creo que el punto clave de nuestro modelo no es tanto que las superficies de densidad constante del universo sean finitas, si no que la variación del multiverso es limitada. En otras palabras, que la serie de distintos universos de bolsillo es mucho menor. Esto hace que la cosmología basada en nuestra nueva teoría sea mucho más predecible y sólida como teoría científica y, por tanto, en última instancia esperamos que sea comprobable». El siguiente paso de Hertog es corroborar la teoría buscando ondas gravitacionales que puedan haberse generado en el Big Bang.

Al desarrollar un marco holográfico para la cosmología cuántica, HoloQosmos (Holographic Quantum Cosmology) está tratando de revolucionar la actual perspectiva de la cosmología.

Para más información, consulte:
Página web del proyecto en CORDIS

Fuente: Basado en información del proyecto y en artículos aparecidos en medios de comunicación

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