Únete á nosa canle de Whatsapp
A teoría final do profesor Stephen Hawking sobre a orixe do universo, na que traballou en colaboración co profesor Thomas Hertog da universidade católica de Leuven (Bélxica), publicouse esta semana no Journal of High Energy Physics. O estudo, presentado para a súa publicación antes da morte de Hawking a principios deste ano, baséase na teoría de cordas e predí que o universo é finito e máis simple que o postulado por moitas teorías actuais sobre o Big Bang.
Pola súa banda, o profesor Hertog, cuxo traballo foi apoiado polo Consello Europeo de Investigación (ERC), anunciou por primeira vez a nova teoría nunha conferencia na universidade de Cambridge en xullo de 2017, organizada con motivo do 75º aniversario de Hawking. As teorías modernas do Big Bang predín que o noso universo local comezou a existir cun instante de inflación, noutras palabras, unha pequena fracción de segundo despois do Big Bang na que o universo se expandiu a un ritmo exponencial.
A teoría fora avanzada por Thomas Hertog durante a celebración do 75º aniversario de Hawking
Con todo, os científicos pensan que unha vez que comeza a inflación, hai rexións onde nunca se detén. Crese que os efectos cuánticos poden manter a inflación para sempre nalgunhas zonas do universo, polo que, globalmente, a inflación é eterna.
A parte observable do noso universo sería entón só unha especie de ‘acolledor’ universo de peto, unha rexión na que a inflación terminou e puidéronse formar estrelas, galaxias e planetas, como o noso. “A teoría habitual da inflación eterna predí que, globalmente, o noso universo é como un fractal (obxecto que se repite a diferentes escalas) pero infinito, cun mosaico de diferentes universos de peto, separados por un océano inflacionario”, explicou Hawking nunha entrevista o pasado outono. As leis locais da física e a química poden diferir dun universo de peto a outro, que xuntos formarían múltiples universos. Pero nunca fun un fan do multiverso. Se a escala dos diferentes universos no multiverso é grande ou infinita, a teoría non se pode probar”, recoñeceu o físico británico.
ciencia/hawking-jorge-mira-entrevista/
No seu novo artigo, Hawking e Hertog din que este enfoque da inflación eterna como unha teoría do Big Bang é errónea. “O problema coa explicación habitual da inflación eterna é que asume un universo de fondo existente que evoluciona de acordo coa teoría da relatividade xeral de Einstein e trata os efectos cuánticos como pequenas fluctuaciones ao redor de isto”, sinala Hertog.
“Con todo –engade–, a dinámica da inflación eterna difumina a separación entre a física clásica e a cuántica. Como consecuencia, a teoría de Einstein se desmorona na inflación eterna”. “Predicimos que o noso universo, nas escalas máis grandes, é razoablemente simple e globalmente finito. Por tanto, non é unha estrutura fractal”, conclúe Hawking.
A teoría de cordas
A teoría da inflación eterna proposta por Hawking e Hertog baséase na teoría de cordas. Trátase dunha rama da física teórica que tenta reconciliar a gravidade e a relatividade xeral coa física cuántica, en parte describindo os compoñentes fundamentais do universo como pequenas cordas vibratorias. O seu enfoque utiliza o concepto de holografía da teoría de cordas, que postula que o universo é un holograma grande e complexo. É dicir, a realidade física en certos espazos tridimensionales pode reducirse matematicamente a proxeccións 2D sobre unha superficie.
Hawking e Hertog desenvolveron unha variación deste concepto holográfico para proxectar a dimensión do tempo na inflación eterna. Isto permitiulles describir a inflación eterna sen ter que depender da teoría de Einstein. Na súa nova proposta, a inflación eterna redúcese a un estado atemporal definido nunha superficie espacial ao principio dos tempos. “Cando rastrexamos a evolución do noso universo cara atrás no tempo, nalgún momento chegamos ao limiar da inflación eterna, onde a nosa noción familiar do tempo deixa de ter ningún significado”, sinala Hertog.
A anterior ‘teoría sen fronteiras’ de Hawking predixo que se retrocedes no tempo ata o comezo do universo, o universo encóllese e péchase como unha esfera, pero a nova teoría representa un paso máis aló do traballo anterior. “Agora estamos a dicir que hai un límite no noso pasado”, apunta Hertog.
ciencia/morre-stephen-hawking-fisico-revolucionou-idea-universo/
O físico belga e Hawking tamén usan a súa nova teoría para ofrecer predicións máis fiables sobre a estrutura global do universo. Así prevén que o universo que xorde da inflación eterna no límite do pasado é finito e moito máis simple que a estrutura fractal infinita predita pola vella teoría da inflación eterna.
Os seus resultados, de ser confirmados por traballos posteriores, terían implicacións importantes para o paradigma do multiverso. “Non estamos nun só universo único, pero os nosos achados implican unha redución significativa do multiverso a un rango moito menor de universos posibles”, aclarou Hawking.
“Agora estamos a dicir que hai un límite no noso pasado”, apunta Hertog
Hertog agora planea estudar as implicacións da nova teoría en escalas máis pequenas que están ao alcance dos telescopios espaciais. Considera que as ondas gravitacionais primordiais (ondas no espazo-tempo) xeradas á saída da inflación eterna constitúen a ‘pistola fumarenta’ máis prometedora para probar o seu modelo.
A expansión do noso universo desde o principio significa que estas ondas gravitacionais terían lonxitudes de onda moi longas, fóra do rango dos detectores actuais da colaboración científica LIGO. Con todo, poderían ser escoitadas pola Laser Interferometer Space Antenna (LISA), un observatorio de ondas gravitacionais proxectado pola Axencia Espacial Europea (ESA) en colaboración coa NASA, así como por futuros experimentos que midan o fondo de microondas cósmico.
