Enviado por : Heber Rizzo
2024-06-08 02:33:00


Impacto final: la muerte del universo

En el modelo ekpirótico, nuestro cosmos nació con el “Big Bang”, la “gran detonación”. Pero... ¿cómo será su fin?

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En el modelo ekpirótico, nuestro universo es representado como una membrana tridimensional engarzada en una superficie pentadimensional. Esta “brana” (en azul, a la izquierda) es llamada “brana límite” porque está ubicada en uno de los bordes de la quinta dimensión. Otra brana límite se encuentra a alguna distancia, en el otro lado de la quinta dimensión.
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La energía impartida por este “Gran Choque” dispara el “Big Bang” (en rojo)...
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... y prepara el escenario para la formación de las galaxias que vemos en el universo actual.Crédito: Steinhardt et.al.
A lo largo de las décadas pasadas, los cosmólogos han sugerido varios escenarios extraños sobre el fin del universo, incluyendo propuestas acerca de que nuestro cosmos podría encogerse hasta un punto minúsculo o volar en pedazos cuando todos los átomos estallaran a un tiempo.

Ahora, un número creciente de investigadores se están inclinando por una nueva visión: el final podría sobrevenir cuando el universo que conocemos embista otra parte del universo que nos es invisible.

Esta primavera (boreal) tres teóricos publicaron unos cálculos que muestran que tal resultado final es una consecuencia posible de la teoría de las cuerdas, un modelo especulativo avanzado de las leyes fundamentales de la naturaleza que es ampliamente considerado como lo más cercano que tiene la ciencia a una “teoría del todo”.

Algunos otros investigadores concuerdan con que esa colisión violenta es posible.

De hecho, el físico Paul Steinhardt de la Universidad de Princeton, Nueva Jersey, describió al nuevo cálculo como un potencial argumento “más riguroso y completo” acerca de una propuesta que el avanzó junto a Neil Turok de la Universidad de Cambridge, Reino Unido. Su modelo, sin embargo, también sostiene que el cosmos renacerá en el instante de su muerte, un asunto que no es considerado por el nuevo artículo.

En cualquier caso, probablemente el cataclismo no ocurrirá antes de unos 300 mil millones de años o algo así, agregó Steinhardt, unas 20 veces la edad actual de nuestro universo.

El escenario prevé que nuestro cosmos chocará con un enorme mundo de espacio y tiempo que no podemos ver o tocar desde nuestro propio universo visible, pero que está junto a nosotros, a menos de un átomo de distancia.

Esta zona intocable es llamada a veces “universo paralelo” o “universo gemelo”, aunque Steinhardt dice que debería ser considerado mejor como parte de nuestro universo, y que no está completamente desvinculado de nosotros. Los dos mundos interactúan a través de la gravedad (de acuerdo con su teoría), aunque excepto por esa conexión, están separados por dimensiones que no podemos penetrar.

Gary Gibbons de la Universidad de Cambridge y dos de sus colegas describieron, en el número del 8 de abril de 2005 de la revista de investigación Physical Review Letters, la forma en que estas dos regiones podrían finalizar en una “aniquilación mutua” cuando hagan contacto.

Un extraño camino para las cuerdas
La idea de que estas zonas separadas existen, surge de la teoría de las cuerdas, la “teoría del todo” provisional que se originó en 1970.

La teoría de las cuerdas ganó una gran credibilidad porque reconcilió dos visiones de la realidad que parecían explicar fenómenos diferentes con una precisión notable, pero que entraban en conflicto una con otra. Estos modelos, la teoría general de la relatividad de Einstein y el Modelo Estándar de la física de partículas, describen respectivamente la estructura fundamental de la naturaleza en las distancias cósmicas y en las distancias sub-atómicas.

La hipótesis de que nuestro universo podría finalizar en un choque cósmico está logrando cada vez más apoyo entre los cosmólogos. Algunos de ellos mantienen que el universo podría ser un fenómeno cíclico, en el que “branas” rebotantes (partes paralelas del espaciotiempo) entran periódicamente en colisión, destruyen todo, se recrean a sí mismas y comienzan a apartarse nuevamente una de la otra, como muestra este diagrama esquemático.
Crédito: Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, EE.UU.

La teoría de las cuerdas resolvía claramente las discrepancias, pero en el proceso creaba una extraña imagen del universo.

La teoría sostiene que la realidad última consiste en cuerdas sub-microscópicas cuyas diferentes formas posibles de vibración son el mecanismo oculto detrás de los muchos tipos de partículas que componen el universo. Pero este modelo funciona únicamente si se asume que las cuerdas tienen varias dimensiones espaciales extra en las cuales vibrar, más allá de las tres dimensiones que conocemos. De esa forma, el propio espacio contendría más dimensiones.

Tradicionalmente, los teóricos han explicado la invisibilidad de las dimensiones extra a través de la bastante asombrosa idea de que están apiñadas en esferas diminutas en cada punto del espacio, lo suficiente grandes como para afectar a las cuerdas pero no como para revelarse a nosotros.

La teoría de las cuerdas tiene sus problemas, siendo probablemente el mayor de ellos el que muchos físicos crean que no puede ser verificada por ningún examen. Pero a pesar de todo, su poder de explicación la ha mantenido viva. De hecho, ha florecido en una variedad de versiones diferentes. Complicando aún más la historia, algunas de esas variantes han resultado ser formas alternativas de decir lo mismo.

De las diferentes versiones de la teoría de las cuerdas que hoy en día están en consideración, algunas reducen la necesidad de dimensiones diminutas al proporcionar una nueva explicación de porqué algunas dimensiones son invisibles. En esta propuesta, todo lo que vemos está atrapado en un espacio tridimensional, pero existen otras dimensiones fuera de esta zona.

Nuestro universo está relacionado con las dimensiones “extra” en forma muy parecida a la que una superficie bidimensional, o membrana, se relacionaría con una región tridimensional dentro de la cual existiese. Por esta razón, en dicho escenario a nuestro universo visible se lo conoce como una “brana” (palabra que proviene de “membrana”).

De hecho, las branas son las contrapartes, en las dimensiones más altas, de las “cuerdas”.

Un choque de branas
La así llamada hipótesis del “mundo-brana” es el punto de partida para la noción de las branas en colisión, puesto que algunos teóricos creen que pueden existir una o más branas además de la nuestra. Alguna de ellas podría existir en forma paralela a la nuestra y estar tentadoramente cerca; a una distancia sub-atómica y, a pesar de todo, intocable.

Steinhardt y Turok propusieron en 2002 que la distancia entre las branas podría expandirse y contraerse periódicamente, con las branas chocando entre sí dentro de cada ciclo. La explosión del Big Bang que dio nacimiento al universo hace unos 14 mil millones de años puede haber sido, como piensan algunos físicos, el resultado de un choque de este tipo.

Sin embargo, los estudios anteriores de las colisiones de branas “han estado restringidos únicamente a aproximaciones”, según expresaron Gibbons y sus colegas en su artículo de abril.

Ellos decidieron cambiar ésto, utilizando una estrategia matemática que tomaron prestada de David Kastor y Jennie Traschen de la Universidad de Massachusetts, quienes la desarrollaron para estudiar las colisiones de los agujeros negros en un artículo de 1993. Esta metodología se remonta en el pasado hasta las ecuaciones de campo de Einstein, fórmulas que describen la forma en que los objetos físicos distorsionan el espacio y el tiempo que los rodean, con el resultado del efecto que llamamos gravedad.

La técnica de Kastor y Traschen permite que el comportamiento de estos objetos en colisión “pueda ser estudiado exactamente”, dijeron Gibbons y sus colegas, y puede también ser extendido a las branas.

Su análisis descubrió que las branas se acercan gradualmente una a la otra. En algún punto de la historia del universo, una singularidad (un punto en donde las leyes de la física no pueden aplicarse más) aparecerá en una brana.

Esta singularidad se moverá entonces hacia la brana vecina, con el resultado de que las branas chocarán una con otra, las leyes físicas de ambas se desmoronarán y desaparecerán. “Esta es la forma en que finaliza el mundo-brana”, escribieron, “no con un gemido, sino con un golpazo”.


Web Site: World Science
Artículo: “Theory that smashup might end universe draws support ”
Fecha: Junio 06, 2005



Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán




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