El ultimo trabajo de Stephen Hawking y la inflación eterna

in #ciencia6 years ago

¿Un Misterio Resuelto?

Cuando un genio muere, el mundo entra en luto dos veces: una por su vida y otra por su trabajo. El día en que murió Stephen Hawking, tenía un artículo científico en espera de ser sacado a la luz. Hace unos dias fue publicado, veamos de que trata. Empecemos.

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Multiverso

De la misma manera que podrías pedirle la receta de un pastel a tu vecina, los cientificos quieren pedirle la receta de nuestro universo a la fisíca, sólo que... ni ella sabe como llegamos aquí. No sabemos qué sucedió antes de que el Big Bang diera a luz al universo, pero las personas más inteligentes en la ciencia tienen muchas teorías fascinantes.

Las ideas difieren, a veces de manera alocada... pero todas coinciden en que el Big Bang sucedió. La teoría del Big Bang dice que nuestro universo comenzó como un punto de gravedad infinita y densidad llamada singularidad. Luego, en una billonésima de una billonésima de una billonésima de segundo, estalló hacia afuera, doblándose, volviendo a doblar y duplicando su tamaño a un ritmo más rápido que la velocidad de la luz en un fenómeno que los físicos llaman inflación. Normalmente, nada puede ir más rápido que la velocidad de la luz. Sin embargo, nada está "viajando" más rapido que la luz, nada se movio en el espacio, el espacio se expandio


Pero está teoría tiene un problema, "el universo se infló exponencialmente por un tiempo, pero finalmente disminuyó mientras toda esa energía se convertía en materia y radiación". Si eso fuera cierto, ¿por qué cada punto del universo tiene aproximadamente la misma temperatura y por qué el universo es tan 'plano'?

Es normal que no puedas adaptar tu cerebro al significado de un universo plano. "Si el universo es físicamente plano, ¿qué hay de arriba y abajo?". Bueno, cuando se dice que el universo es "plano" no se refiere a plano como una hoja de papel. La geometría del universo es tal que las líneas paralelas nunca se cruzarán (creeme, hice el experimento yo mismo).

Si el universo estuviera lleno de cubos adyacentes, todos los ángulos de las esquinas de cada uno de los cubos, serían iguales a 90 grados. Esto es geometría (sí, de la que aprendimos en la escuela) y se llama geometría euclidiana.

Ahora, el ultimo articulo de Hawking, en conjunto con Thomas Hertog, resuelve un problema persistente con esta "inflación eterna". Resolvió eso al declarar que el universo deja de inflarse en ciertos parches, y esos, como el nuestro, son capaces de formar todo lo que ves a tu alrededor, y continúa inflando para siempre en los demás. Un universo "eternamente inflado" tendría la misma temperatura en todas partes y sería perfectamente plano. Además, pequeñas fluctuaciones cuánticas en la energía del universo se convierten en una forma de que la materia se agrupe y se convierta en planetas, estrellas, galaxias y más importante aún, Oreos.

Pero mientras resuelve esos problemas, hace surgir otros.

Los parches eternamente inflados en esta teoría serían universos adicionales en un gran multiverso, y todos jugarían según reglas diferentes. Algunos serían planos, otros estarían curvos; algunos tendrían la misma temperatura, otros no. Incluso las leyes de la física cambiarían en estos universos alternativos.

Eso lleva a una pregunta difícil: ¿por qué este universo? ¿Cómo terminamos aquí, donde todo está tan perfectamente equilibrado para la vida? Y lo peor de todo, ¿cómo demonios lo pruebas?

"Si la escala de diferentes universos en el multiverso es grande o infinita, la teoría no puede ser probada". - Stephen Hawking

Si algo no es comprobable, ¿que tan cientifico puede ser?


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Pruebas

El gran problema con la inflación eterna, dicen Hawking y su coautor, Hertog, es que si bien supone que el multiverso evoluciona según la física clásica, también depende de los efectos cuánticos, y estas dos áreas de la física no se llevan muy bien que digamos.

"... 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"- Thomas Hertog.

En cambio, Hawking y Hertog explicaron estos problemas utilizando la teoría de cuerdas. Hice un post que habla en detalle de eso, pero en esencia, la teoría de cuerdas dice que cada partícula en existencia es solo una pequeña cadena unidimensional que vibra a su manera.

Como si dentro de cada particula elemental, como electrones, existieran pequeñas cuerdas de una guitarra, todas iguales pero que con vibraciones distintas, obtienes particulas/melodias distintas. La teoría de cuerdas, dice que puedes describir matemáticamente un volumen de espacio en una dimensión inferior, algo así como un holograma bidimensional que puede producir la imagen de una forma tridimensional.


Nuestro universo tiene 4 dimensiones, el tiempo siendo la cuarta (no creo que deba decirte cuales son las otras 3). Hawking y Hertog tomaron esa dimensión de tiempo en la inflación eterna y redujeron todo al espacio tridimensional sin tiempo, justo al comienzo del universo. Esto les permitió describir la inflación eterna sin usar la física clásica.

También les dijo que el universo sí tuvo un comienzo. Eso permitió a los investigadores hacer predicciones más confiables, e incluso mejores, comprobables sobre el universo. Esas predicciones dicen que el universo es mucho más... simple de lo que pensamos.

"No estamos en un solo universo único, pero nuestros hallazgos implican una reducción significativa del multiverso, a un rango mucho menor de universos posibles", dijo Hawking.

Con su coautor desafortunadamente fallecido, el próximo paso del profesor Hertog es encontrar evidencia para esta teoría. La inflación eterna debería haber producido ondas en el espacio-tiempo conocidas como ondas gravitatorias primordiales, y Hertog cree que estas serían el "cuchillo ensangrentado" para su modelo.

Naves espaciales como "LISA" podrían algún día encontrar evidencia de estas ondas... Es particularmente triste que Hawking nunca será testigo de ello.




Stephen Hawking y Thomas Hertog
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Fuentes:

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Hola @jc21,ramos!!
Vaya, de verdad que me asombras como eres capaz de reducir a términos sencillos de entender teorías que son tan complejas.
Saludos!!

Hey @rafalex51! Casi todo puede ser simplificado a manzanas + peras haha

Gracias :) me alegra que te haya gustado

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