jueves, octubre 14, 2010

¿Hacia un Universo sin origen?

La cuestión del origen del Universo es una cuestión que a quien más a quien menos, le llama la atención. Desde las fronteras de la física se plantean nuevas hipótesis sobre los primeros instantes del Universo. Una de esas hipótesis surge a partir de la gravedad cuántica de bucles. La gravedad cuántica de bucles es un modelo que intenta unificar la relatividad de Einstein con la mecánica cuántica. La idea clave que esconde este modelo es que el espacio-tiempo está cuantizado, es decir, que en última instancia el espacio-tiempo no es continuo sino que existiría unas regiones mínimas de espacio-tiempo. Si este modelo fuera cierto, entonces el Universo no tendría un principio sino que provendría del colapso de un Universo primitivo. Un Universo colapsa bajo su atracción gravitatoria hasta que alcanza un limite en el cual se produce un rebote, dando lugar a nuestro Universo. Sobre este modelo ya hablamos un poco por aquí.

En NewScientist se hacen eco del trabajo de los científicos Abhay Ashtekar y David Sloan, que ha aparecido publicado en Physics Letters B. Ashtekar y Sloan han encontrado una explicación natural dentro del modelo del rebote para las condiciones iniciales de la inflación.

La inflación es un periodo que aconteció en los primeros instantes del Universo, gracias al cual, se explican algunas aspectos controvertidos del antiguo modelo del Big Bang, por ejemplo, gracias al modelo inflacionario se explica por que el Universo tiene la geometría que tiene sin necesidad de recurrir a ajustes finos en el principio del mismo, por otro lado también explica que el Universo sea tremendamente homogéneo, como pone de manifiesta la radiación de fondo. La inflación no sólo es una hipótesis, los últimos datos que hemos obtenido gracias a la sonda WMAP, parecen indicar que la inflación ocurrió.

En los años setenta el físico Alan Guth empezó a desarrollar el modelo inflacionario, encontrando que dicho modelo solucionaba los ajustes finos que se necesitaban hasta la fecha para explicar la geometría del Universo y la homogeneidad del mismo. Pero ese modelo inflacionario tenía sus inconvenientes y no eran precisamente unos inconvenientes menores, y es que al final de la época de la inflación según ese primer modelo no se conseguía que el Universo resultante fuera como debería de ser. No obstante, la idea era tan sugerente que se siguió trabajando en ella y se desarrollaron otros modelos inflacionarios que solventaban ese problema. El mecanismo de la inflación depende de la existencia de un campo escalar en el inicio del Universo, pues bien, para que la idea funcione se necesita que ese campo escalar tenga determinadas propiedades, el problema, claro está, es que dentro del modelo estándar de la cosmología no tenemos una explicación de porque el campo escalar debería tener esas propiedades y no otras, es más, según el artículo Measure problem in cosmology de G. W. Gibbons y Neil Turok publicado en 2008 por Physics Review D, la probabilidad de que las condiciones necesarias para que se diera la inflación simplemente por azar son más o menos de 6*10-92, vamos que es algo realmente improbable, por no decir imposible.

Desde la cosmología de la gravedad cuántica de bucles, la situación es bien diferente. El artículo Loop quantum cosmology and slow roll inflation, de los citados Ashtekar y Sloan pone de relieve que dentro de esta cosmología la probabilidad de que se produjeran las condiciones necesarias para la inflación es prácticamente del 100%. Recordemos que según este modelo tenemos un Universo que está colapsando debido a su gravedad, y todo se va comprimiendo en una región pequeña del espacio-tiempo hasta que se produce un rebote. En este rebote se produciría un periodo al que han llamado superinflación, durante este periodo se establecerían las condiciones necesarias para que justo después del mismo se diera la inflación, es decir, el modelo de la gravedad cuántica de bucles nos da un mecanismo natural que explica ese ajuste fino necesario para que se diera la inflación.

Hay que reconocer que la cosmología basada en la gravedad cuántica de bucles acaba de marcarse un buen tanto a su favor.

Ismael Pérez Fernández.

4 comentarios:

  1. la probabilidad de que se produjeran las condiciones necesarias para la inflación es prácticamente del 100%
    Pero supongo que, técnicamente, es una probabilidad CONDICIONAL (o sea, la probabilidad SI se asumen ciertos antecedentes o condiciones expresadas por la teoría), no una probabilidad "a priori". La cuestión es, ¿cuáles son los ANTECEDENTES que permiten calcular esa probabilidad? ¿Y cuál es la probabilidad A PRIORI de que esos antecedentes sean correctos? Me temo que la respuesta a esa pregunta nos devuelve de nuevo a la ignorancia.

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  2. Si, creo que es una probabilidad condicional como bien dices.

    En cuanto al regreso a la ignorancia, es algo típico del avance en el conocimiento científico ¿no? Siempre que respondemos una incógnita nos surge otras.

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  3. José Luis12:43 p. m.

    Y en realidad tampoco hemos respondido a una incógnita porque la gravedad cuántica de bucles es tan sólo una de las ideas que se tantean como explicaciones posibles al origen del Universo. Ideas algunas de ellas fascinantes por cierto.

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  4. Cierto de momento, la gravedad cuántica de bucles es sólo una hipótesis

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