Existió otro antes del que conocemos y es plano: recientes investigaciones de prestigiosos científicos trastocan lo que creíamos saber sobre el Cosmos
ABC 27/11/2010
Dos investigaciones diferentes que han visto la luz durante los últimos días podrían llegar a cambiar mucho de lo que sabemos, o creemos saber, sobre el universo en que vivimos. El primero, firmado por el británico Roger Penrose, uno de los físicos más brillantes de nuestro tiempo, cuestiona la idea generalizada de que no puede haber un "antes" del Big Bang, ya que los mismos espacio y tiempo se crearon, igual que la materia, durante aquella gran explosión primigenia. Penrose, de hecho, asegura haber encontrado indicios de otro universo anterior al actual. Lo que convertiría al nuestro en una simple etapa (que Penrose llama "eón") de un universo que se crea y se destruye cíclicamente, resurgiendo cada vez de sus propias cenizas con un nuevo Big Bang.
El segundo estudio, publicado en Nature y realizado por Christian Marinoni y Adeline Buzzi, dos físicos de la Universidad de Provence, en Francia, vuelve a poner sobre el tapete la teoría del universo plano, y encuentra en una vieja idea de Albert Einstein, desechada por el físico alemán al considerarla errónea, una posible "llave" para comprender la energía oscura, la misteriosa fuerza antigravitatoria que parece ser la responsable de que la expansión del universo se esté acelerando. Si ambas teorías se demuestran correctas, podrían desencadenar una nueva revolución en Cosmología, y dar un vuelco a nuestra comprensión del mundo que nos rodea.
Según la teoría dominante en la actualidad, el universo en que vivimos se originó hace 13.700 millones de años a partir de un único punto de densidad infinita, del que surgió, en forma de Big Bang, la realidad que conocemos. Durante sus primeros instantes de existencia, el universo era una ardiente sopa de partículas libres (no asociadas en átomos), a miles de millones de grados de temperatura (unas condiciones, por cierto, que acaban de ser reproducidas con éxito en el LHC, el gran acelerador de partículas de 27 km de diámetro que hay en la frontera franco suiza) y en rápida expansión. Al ir el universo expandiéndose, y por lo tanto enfriándose, las partículas pudieron dar lugar a los primeros átomos simples (hidrógeno), que mucho tiempo después la gravedad se encargaría de unir para formar las primeras estrellas y galaxias.
Nuestro destino final
¿Cómo empezó todo? ¿Y cómo evolucionó? Nunca la Ciencia se ha acercado más a las respuestas que ahora. Sin embargo, quedan numerosas cuestiones pendientes, y los investigadores exploran con cuidado cualquier posibilidad, por disparatada que parezca, que pueda aportar una pieza más al rompecabezas. Una de las cuestiones más acuciantes es la de averiguar por qué el ritmo de expansión original no solo no se ha ralentizado desde el Big Bang, sino que se sigue acelerando.
Desde hace décadas se ha venido debatiendo sobre cuál será el destino final del universo. Para llegar a la conclusión de que eso es algo que depende, en gran medida, de la cantidad de masa que contenga. Si la masa total del universo es suficiente para que la fuerza de la gravedad (que es mayor cuanta más masa hay) venza a la fuerza original de expansión, entonces el universo terminará por detenerse, e incluso empezará un proceso de contracción que podría llevarle al colapso (en un evento contrario al Big Bang que los cosmólogos llaman Big Crunch). Pero si la masa total no es suficiente, entonces nada podrá detener la expansión, y el universo se hará cada vez más grande, con su materia cada vez más dispersa, para terminar siendo un enorme y negro vacío cuando se apague hasta la última de las estrellas.
En su afán por medir la masa total del universo, sin embargo, la Ciencia se ha encontrado con varias sorpresas. La primera es que la materia ordinaria, la que brilla y forma las galaxias, las estrellas y los planetas, apenas constituye un 4% del total de la masa del universo, absolutamente insuficiente para frenar la expansión. Otro 22% corresponde a "otro tipo" de materia, una que no puede ser detectada directamente por nuestros instrumentos porque no emite luz ni ninguna otra clase de radiación. Se la conoce como "materia oscura" precisamente por eso. Sabemos que está ahí (por los efectos gravitatorios que produce en la materia ordinaria), pero nadie ha podido verla jamás.
¿Y el restante 76% ? Los científicos, incapaces de dar una respuesta, acuden al término "energía oscura", una misteriosa fuerza que, actuando en el sentido opuesto de la gravedad, sería la responsable de que el ritmo de expansión universal se siga acelerando.
Rebote de otro universo
Y es aquí precisamente donde encajan las dos investigaciones hechas públicas esta misma semana. Penrose, por su parte, analizando los datos del satélite WMAP (que mide la radiación de microondas que permea el universo entero, los rescoldos del calor del Big Bang), ha encontrado una serie de patrones de distribución (en forma de círculos concéntricos) que podrían explicarse como "atisbos" de otros universos acaecidos antes del Big Bang. Lo cual supondría que el universo que conocemos no es más que una etapa, o rebote, de un universo mucho más viejo que crece y se contrae cíclicamente, surgiendo una y otra vez de múltiples Big Bang. Nosotros estaríamos en medio de una de esas etapas o "eones". Pero en un futuro lejano, el universo volverá, de alguna manera, a tener las condiciones que hicieron posible el Big Bang. Según el físico británico, en esos momentos la geometría del universo será "muy suave" y lineal.
Algo que es tremendamente consistente con el segundo de los estudios publicados esta semana. En efecto, Marinoni y Buzzi han conseguido demostrar, midiendo la distorsión de la luz que nos llega de 500 parejas de galaxias lejanas, que vivimos en un universo plano, y no en uno curvo o incluso esférico, como muchos pensaban. Si ambos están en lo cierto, podríamos estar a punto de desvelar algunas de las cuestiones fundamentales que la Humanidad viene planteándose desde que el rimer hombre alzó la vista hacia el cielo nocturno y se preguntó por lo que estaba viendo.
¿Esférico, curvo o plano?
¿Cuál es exactamente la geometría del universo? ¿Vivimos dentro de una especie de esfera de múltiples dimensiones o se trata más bien de un tejido espaciotemporal que se curva suavemente y sin llegar nunca a cerrarse sobre sí mismo? ¿O puede que incluso no se curve en absoluto y que en realidad habitemos en un universo plano? La cuestión, uno de los mayores interrogantes de la Cosmología, tiene para nosotros implicaciones muy concretas y que van mucho más allá de ser simples cuestiones teóricas. De hecho, la geometría del universo influye de forma decisiva en los objetos que observamos.
En un espacio curvo o esférico, la luz que nos llega de galaxias o estrellas lejanas se deforma durante su largo viaje, de manera que la imagen que vemos no se corresponde con la realidad, sino que está distorsionada. Sería, en cierta medida, igual que mirarnos sobre la superficie de una bola metálica y ver nuestro rostro completamente deformado. En un espacio plano, sin embargo, esa distorsión no existiría y nos permitiría ver los objetos celestes tal y como son.
Por eso, Marinoni y Buzzi decidieron buscar pruebas de esas distorsiones observando 500 parejas de galaxias distantes en órbita la una alrededor de la otra. Usando las magnitudes de las distorsiones observadas, Marinoni y Buzzi fueron trazando la forma que tiene el tejido espacio temporal. Una forma que, según han podido determinar, refuerza la posibilidad de que vivamos en un universo plano.
ABC, Domingo 28 de noviembre de 2010
Roger Penrose, de la Universidad de Oxford, ha descubierto unos extraños «círculos concéntricos» que pueden ser «atisbos» de un cosmos primitivo
Según la teoría clásica, el Universo en que vivimos comenzó hace 13.700 millones de años con el Big Bang, una gran explosión de la que, además de la propia materia, surgieron también las leyes físicas que rigen su existencia, incluidos el espacio y el tiempo. Ahora, Roger Penrose, de la Universidad de Oxford y uno de los físicos más brillantes de la actualidad, cree haber detectado "atisbos" de la existencia de otro universo. Uno que existía antes que el Big Bang. Lo cual pone, literalmente, patas arriba las teorías cosmológicas actuales.
En un artículo recién publicado en ArXiv.org, Penrose explica que ha llegado a esa extraordinaria conclusión tras analizar, en los datos del satélite WMAP, ciertos patrones circulares que aparecen en el fondo de microondas cósmico y que sugieren, ni más ni menos, que el espacio y el tiempo no empezaron a existir en el Big Bang, sino que nuestro universo existe en un ciclo continuo de "rebotes" que él llama "eones". Según Penrose, lo que actualmente percibimos como nuestro universo, no es más que uno de esos eones. Hubo otros antes del Big Bang y habrá otros después.
Unas ideas que se oponen frontalmente al modelo cosmológico más extendido en la actualidad: el de universo inflacionario. Según dicho modelo, el universo empezó en un punto de densidad infinita (el Big Bang) hace aproximadamente 13.700 millones de años, se expandió de forma extremadamente rápida durante una fracción de segundo, y ha continuado expandiéndose mucho más lentamente desde entonces, un tiempo durante el cual han ido surgiendo galaxias, estrellas, planetas y, finalmente, los seres humanos.
El tiempo antes del Big Bang
Penrose, sin embargo, está convencido de que el modelo inflacionario no cuadra con el bajísimo estado de entropía que hizo posible el nacimiento del universo tal y como lo conocemos. Y tampoco cree que el espacio y el tiempo empezaran a existir en el momento del Big Bang, sino que el Big Bang fue, de hecho, sólo uno entre una serie de muchos acontecimientos similares, con cada uno marcando el inicio de un nuevo “eón” en la historia del universo.
Las teorías de Penrose implican que, en un futuro lejano, el universo volverá, de alguna manera, a tener las condiciones que hicieron posible el Big Bang. Según el físico, en esos momentos la geometría del universo será suave y lineal, muy diferente a como es ahora, con abundantes picos y discontinuidades. Esta futura continuidad de forma, afirma, permitirá una transición desde el final del actual eón, con un universo muy expandido e infinitamente grande, al inicio del siguiente, cuando de nuevo se hará infinitamente pequeño para estallar formando el siguiente Big Bang.
Pruebas en el fondo cósmico
El físico asegura que ha encontrado pruebas que sostienen lo que dice. Y que esas pruebas están en el fondo cósmico de microondas, los ecos lejanos del propio Big Bang, una especie de rescoldo de aquella gran explosión que es detectable, hoy, en cualquier punto del universo.
Analizando, junto a su colega armenio Vahe Gurzadyan, siete años de datos del satélite WMAP, que está diseñado precisamente para medir el fondo de microondas, Penrose ha detectado con claridad una serie de "círculos concéntricos", regiones en el cielo de microondas en los que el rango de temperatura de la radiación es notablemente menor que en otros sitios.
Son precisamente esos círculos los que nos permiten "ver" a través del Big Bang, vislumbrando el eón que que existió anteriormente. Los círculos, dicen Penrose y Gurzadyan, son marcas dejadas en nuestro eón por las ondulaciones esféricas de las ondas gravitatorias que se generaron cuando los agujeros negros colisionaron en el eón anterior.
Y estos círculos, sostienen, suponen un serio problema para la teoría inflacionaria, según la cual la distribución de las variaciones de temperatura en el cielo deberían ser Gaussianas, o aleatorias, en lugar de tener estructuras discernibles en su interior.
Si Penrose tiene razón, cambiará por completo la forma que tenemos de percibir el universo en que vivimos, su nacimiento y su destino final.
