miércoles, 9 de abril de 2008

Antes del Big Bang ¿Un universo gemelo?

Representación gráfica del LQC. Propiedad de Wikipedia
En los últimos años una nueva teoría llamada Loop Quantum Gravity LQG [Gravedad cuántica de bucles] sugiere un "rebote cuántico" donde nuestro universo es resultado de un colapso de un universo anterior.

Recientemente Alejandro Corichi físico de la Universidad Nacional Autónoma de México y Parampreet Singh del Perimeter Institute de Física Teórica, en Ontario, han desarrollado un modelo simplificado LQG que da una respuesta intrigante: un pre-Big Bang, un universo que podría haber estado mucho antes que el nuestro.Su estudio se publicará en un próximo número de Physical Review Letters.

La importancia de este concepto, dicen, es ofrecer una respuesta a lo que sucedió antes del Big Bang. El hallazgo se basa en una investigación anterior con diferencias importantes. El año pasado, el físico Martin Bojowald utilizo una versión simplificada de LQG para demostrar un universo "en el otro lado" que pudo haber existido. Sin embargo a pesar de que el modelo es válido matemáticamente, las observaciones de nuestro universo no ofrecen evidencia de la situación pre-universo.

Pero Corichi y Singh han modificado la LQG mediante la utilización de una ecuación cuántica de limitación. La versión llamada sLQG muestran que la relación de volumen y las fluctuaciones del ritmo pre-universo se conservan.

"Esto significa que el universo gemelo tendrá las mismas leyes de la física y, en particular, la misma noción de tiempo como en la nuestra," dice Singh. "Las leyes de la física no cambiará debido a que la evolución es siempre unitaria, que es la mejor forma en que un sistema cuántico puede evolucionar.En nuestra analogía, buscará a su gemelo idéntico cuando visto de lejos, no se podía distinguir".

Esto significa que nuestro universo hoy, aproximadamente 13,7 mil millones de años después del colapso, donde se comparten muchas de las mismas propiedades del pre-universo de abandonos en 13,7 mil millones de años antes de que el rebote. En un sentido, nuestro universo tiene una imagen especular de sí mismo, con el Big Bang (o abandono) de la línea de simetría.

"En el universo antes de los abandonos, todas las características generales serán las mismas", dijo Singh. "Se seguirá la misma dinámica de ecuaciones, las ecuaciones de Einstein en donde el universo es grande. Nuestro modelo predice que esto sucede cuando el universo se convierte en el orden de 100 veces más grande que el tamaño de Planck. Además, el contenido de materia será el mismo, y tendrá la misma evolución. Desde el universo del colapso antes de la explosión, que se verá como si estuviéramos viendonos atrás en el tiempo".

Concretamente, Singh y Corichi calcularon que el cambio en la relación entre las fluctuaciones de abandonos es inferior a 10 -56, un número que se vuelve aún más pequeños para que crezcan los universos de más de 1 megaparsec (nuestro universo está en alguna parte entre 3000 y 6000 megaparsecs).

Como explican los investigadores, con un universo doble idéntico no significa necesariamente que cada característica de ambos universos serían idénticos. Por ejemplo, no implica que alguien haya existido en algún momento, una persona que ya ha vivido su vida.

"Si se pudieron ver algunas propiedades microscópicas con un microscopio muy fuerte - con una muy alta energía sondeando la escala de Planck - uno podría ver algunas diferencias en cantidades, al igual que uno puede ver que los gemelos tienen diferentes huellas dactilares o uno tiene una lunar y el otro no, o un ADN diferente ", dice Singh.

Como explicó Singh, todavía hay muchas preguntas sobre los detalles de la posible validez de rebote universo.

"La pregunta más grande es si estas características sobreviven si tenemos en cuenta las situaciones más complejas", dijo. "Es así, que a uno le gustaría saber si algunas estructuras presentes en el universo anterior - al igual que las galaxias - dejará huella alguna en la nueva expansión que dará lugar a una estructura idéntica o simplemente 'similares'. De este modo podría suceder que, en el anterior universo, las galaxias formadas de una manera diferente, de modo que uno podría tener una distribución diferente de las galaxias en la otra. Seremos capaces de responder a esta pregunta cuando entendemos estos modelos".

En última instancia, el modelo de Corichi y Singh puede incluso decirnos lo que en un universo futuro sería similar. Dependiendo de cuanto se esta acelerando la velocidad de nuestro actual universo - que en última instancia determinará su destino - hay una posibilidad de una generalización de los modelos que predicen un nuevo colapso de nuestro propio universo.

"Ese universo tendrá muchos rebotes de una rama a otra," dice Singh. "También es posible que los universos en diferentes ramas será idéntico".

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