Cosmología
Un universo sin Big Bang

Retoman un modelo que propuso Einstein para plantear geometrías ‘teleparalelas’ del universo y algunas de sus propuestas contemplan universos sin Big Bang.

22/08/13 · 7:41
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La imagen más completa del universo, tomada por el telescopio espacial Plank en 2010 ESA. / Elaboración DIAGONAL. Fuentes: SINC

Todo apunta a que el universo se expande de forma acelerada, pero no sabemos por qué. Tampoco hay evidencia científica de cómo se originó. El ser humano sólo ha observado un universo, el que habitamos, y es bastante probable que comenzara a partir de una gran explosión, del Big Bang, porque existe una radiación cósmica de fondo formada por microondas que puede detectarse y medirse experimentalmente. Este fondo cósmico sólo puede haberse creado –dicen los cosmólogos y astrofísicos– por expansión rápida en todas las direcciones a partir de un momento en el que el cosmos era muy pequeño y denso.

“Pero ignoramos si el origen de nuestro universo fue a partir de un punto inicial o después de la contracción a un volumen pequeño de un universo previo”, puntualiza Jaume Amorós, investigador de la Uni­versidad Politécnica de Barce­lona (UPC) que, junto a Jaime Haro, ha publicado recientemente en Physical Review Letters una investigación difundida por la agencia Sinc sobre “modelos no singulares de universos dentro de las geometrías teleparalelas”. Su trabajo supone un original aporte para corregir la cosmología de Einstein de los años ‘20 y hacer que ésta coincida con los datos experimentales que hoy tenemos.

Astrofísicos y cosmólogos estudian el Universo a través de telescopios y observatorios –terrestres como el Gran Telescopio Canarias (GTC) o el Atacama Large Millimeter Array (ALMA) de Chile, y espaciales como el Hubble, el Plank, el Fermi o el Spitzer– que recopilan datos para ser interpretados a través de complejos cálculos matemáticos por ordenador. Los científicos analizan modelos capaces de explicar el origen y la evolución del Universo, pero en la actualidad hay tantas teorías que deben elegir para poder avanzar.

La Cosmología de Einstein

La Ley de la Rela­tividad General enunciada por Einstein en los años ‘20 afirma que en el universo la distribución de la masa –cuyo origen también desconocemos a la espera de confirmar la existencia del bosón de Higgs– determina la cur­va­tura del espacio-tiempo. La Rela­ti­vidad Ge­ne­­ral contemplaba la evolución del universo a partir de un único parámetro, ‘constante cosmológica’, introducido para ajustar las mediciones a la idea imperante de un universo estático. Sin embargo, Edwin Hubble descubriría en 1929 que existían galaxias más allá de la Vía Láctea que se alejaban, demostraría que el cosmos crece y desmontaría la utilidad científica de la constante cosmológica.

“Ignoramos si el origen del universo fue a partir de un punto inicial o tras la contracción de un universo previo”

En 1998, Perlmutter, Schmidt y Riess midieron la expansión del universo de forma más precisa, confirmando que era acelerada (con una velocidad de expansión creciente), y en 2011 recibieron el Premio Nobel de Física. La constante cosmológica volvía a introducirse en las mediciones, aunque esta vez más pequeña, para elaborar un modelo que se ajustara a la realidad.

Según cuál sea el valor de esta constante, aparece un modelo de universo estático o bien un universo que se expande. Y en el caso de que el universo se esté expandiendo, si retrocedemos en el tiempo, el origen del Universo debe de haber sido la explosión de un punto singular, la gran explosión o Big Bang. Pero la cosmología de Einstein sigue sin poder explicar esta expansión. “Así que el modelo debe ser modificado”, explica el cosmólogo catalán. “Nuestro modelo basado en teleparalelismo propone una explicación sencilla para este fenómeno, en la que –siguiendo la filosofía de la navaja de Occam– materia y energía interaccionan con la constante cosmológica”. Esta explicación podrá considerarse correcta cuando sus previsiones puedan ser observadas experimentalmente.

El teleparalelismo es un artificio matemático que propone una ‘dis­tancia absoluta’ que no es medida habitualmente pero que existe en todo lugar y momento. “Basándonos en esta ‘distancia absoluta’ tomamos relaciones alternativas entre la constante cosmológica y la evolución del universo. Estas relaciones permiten explicar el origen del Universo y la expansión acelerada actual de forma más simple y precisa que los modelos propuestos desde Einstein”, cuenta Amorós. Pero los investigadores todavía no saben si esa distancia del teleparalelismo puede ser detectada experimentalmente o no.

Nadie sabe por qué la expansión del universo es acelerada y no decelerada como predijo Einstein

Frente a lo que apuntan los modelos cosmológicos, en todas las zonas del espacio-tiempo del uni­verso se pueden definir magnitudes físicas relacionadas con los campos gravitatorios, como la curvatura del espacio-tiempo. “Sabemos que el universo está lleno de las fluctuaciones cuánticas del vacío. Estas fluctuaciones se comportan a veces como un fluido newtoniano (parecido a un aceite que engrasa el universo) y otras no. Com­prender sus propiedades es tal vez el principal problema abierto en Cos­mología”, comenta Amorós.

El estudio del grupo catalán pro­pone modificaciones a la Cosmo­logía de Einstein que contemplan interacciones entre la materia, la energía y la constante cosmológica sin salir del marco de la Relatividad Ge­neral, y predicen la existencia de importantes singularidades en el espacio-tiempo. “Pero, con la excepción de un probable ‘Big Bang’ inicial, la observación del universo no proporciona indicios de ninguna de estas singularidades”, dice Amorós.

No obstante, los agujeros negros (donde la gravedad se vuelve infinita y ni siquiera la luz se escapa de ellos) son singularidades espacio-temporales muy comunes en el cosmos y probablemente hay uno en el centro de cada galaxia. Aunque muchos conceptos escapen a nuestro entendimiento, las investigaciones astrofísicas aclaran propiedades del mundo en el que vivimos, ayudan a entender la evolución del universo desde su inicio, y también a predecir el escenario venidero.

En 1990, el lanzamiento del Hub­ble abrió escenarios no imaginados por la ciencia. Datos observacionales del universo que se han ido completando y precisando, pero que hoy siguen a la espera de un marco teórico correcto que permita su lectura.

El universo, el cosmos en su inmensidad, sobrepasa nuestro entendimiento, también el de quienes conocen las herramientas de la física y de la astronomía. Expertas o no expertas, puede que un día todas nos acostemos con una idea completamente diferente del universo.

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comentarios

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    el tio del telescopio
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    23/08/2013 - 3:46pm
    es decir, todas esas teorias son tan subjetivas como el que cree en q Dios como creador. basandose en descubrimientos minimos se elaboran teorias q se caen rapidamente con el siguiente descubrimiento, pero mientras tanto las dan por validas e irrefutables, pero lo de Dios no, eso ya es de fanatismo religioso, no? No sabemos nada y lo poco que sabemos pasa por la subjetividad del momento, asi que es susceptible de ser erroneo.
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    Ramon
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    22/08/2013 - 10:02am
    La existencia del bosón de Higgs es segura al 99.9% según los investigadores del LHC. Cuando el próximo novel de física sea Peter Higgs ya se podrá decir que existe. No lo mencionan pero la causante de la expansión del universo podría ser la energía oscura y su prima-hermana la materia oscura que representan en cada caso el 72% y el 23% (95%) de la "masa" existente en el universo. El 5% restante es la materia-energía sería lo que podemos ver y detectar a día de hoy. Otra explicación sobre nuestro universo que ganó adeptos hace un par de años era la de que nuestro universo fuese un proyección holográfica.
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