Teoría de Cuerdas y La Evolución del Universo

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Por Andrew Zimmerman Jones, Daniel Robbins

Otras preguntas que los científicos esperan que la teoría de cuerdas pueda responder son la forma en que el universo cambia con el tiempo. Los escenarios del mundo de las branas descritos anteriormente en este libro ofrecen algunas posibilidades, al igual que los diversos conceptos de un multiverso. Específicamente, los teóricos de las cuerdas esperan entender la razón de la expansión incrementada de nuestro universo, definida por la materia oscura y la energía.

Algunos cosmólogos han trabajado duro en una teoría llamada inflación eterna, que ayuda a contribuir a la idea de un vasto multiverso de universos posibles, cada uno con leyes diferentes (o soluciones diferentes a la misma ley, para ser precisos).

En la inflación eterna, los universos insulares surgen y desaparecen en todo el universo, engendrados por las mismas fluctuaciones cuánticas de la energía del vacío. Muchos consideran que esto es una prueba más del panorama de la teoría de cuerdas y de la aplicación del principio antrópico.

La teoría de la inflación dice que nuestro universo comenzó en una colina (o cornisa) de energías potenciales de vacío. El universo comenzó a descender rápidamente por esa colina -es decir, nuestro universo comenzó a expandirse a un ritmo exponencial- hasta que nos establecimos en un valle de energía de vacío. La pregunta que la inflación eterna trata de responder es: ¿Por qué empezamos en esa colina?

Aparentemente, el universo comenzó con un punto de partida aleatorio sobre el espectro de energías posibles, así que es sólo suerte que estuviéramos en la colina y, a su vez, suerte que hayamos pasado por la cantidad correcta de inflación para distribuir la masa y la energía de la manera en que está distribuida.

O, alternativamente, hay un gran número de posibilidades, muchas de las cuales surgen de la existencia, y sólo podríamos existir en las que tienen esta condición de partida específica. (Este es, en esencia, el argumento antrópico.)

En cualquier caso, las partículas y fuerzas de nuestro universo están determinadas por la ubicación inicial en esa colina y las leyes de la física que gobiernan cómo cambiará el universo con el tiempo.

En 1977, Sidney Coleman y Frank De Luccia describieron cómo las fluctuaciones cuánticas en un universo inflado crean pequeñas burbujas en el tejido del espacio-tiempo. Estas burbujas pueden ser tratadas como pequeños universos por derecho propio. Por ahora, la clave es que se forman.

El cosmólogo Andrei Linde ha sido el que más enérgicamente ha argumentado que este hallazgo, en combinación con la teoría inflacionaria de Alan Guth, exige la inflación eterna: la creación de una vasta población de universos, cada uno con propiedades físicas ligeramente diferentes. A él se han unido el propio Guth y Alexander Vilenkin, que ayudaron a definir los aspectos clave de la teoría.

El modelo de la inflación eterna dice que estos universos burbuja (Guth prefiere “universos de bolsillo”, mientras que Susskind los llama “universos insulares”) surgen, de alguna manera consiguiendo leyes físicas entre las posibles dictadas por el paisaje de la teoría de cuerdas (a través de algunos medios aún desconocidos). El universo de burbujas se infla. Mientras tanto, el espacio a su alrededor continúa expandiéndose – y se expande tan rápidamente que la información sobre el universo de burbujas inflables nunca puede llegar a otro universo. Nuestro propio universo es uno de estos universos de burbujas, pero uno que terminó su período inflacionario hace mucho tiempo.

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