De: MSN ESLOVAKIANA_LA_ATLANTE1 (Mensaje original) Enviado: 29/09/2007 6:15
martes 3 de julio de 2007
¿Qué pasó antes del Big Bang?
Un grupo de científicos aplicó un nuevo modelo matemático, basado en la combinación de la Teoría General de la Relatividad y la mecánica cuántica, que permite obtener detalles del universo antes del Big Bang: antes de la gran explosión existía un universo en contracción que "rebotó" en un Big Bounce o Gran Rebote para dar origen a nuestro universo actual.
Una niña infla un globo con estrellas que se alejan unas de otras, al igual que se expande el universo luego del Big Bang. Foto: Urbin.
La idea de que el universo comenzó con un Big Bang ha sido una gran barrera en los intentos científicos de entender el origen de nuestro universo en expansión.
Esto es así porque la física imperante en el inicio no nos es accesible, aunque sí lo es, aquello que ocurrió algunos segundos después de ese momento.
Como se describe en la Teoría General de la Relatividad de Einstein, el origen del Big Bang es un estado matemático -una singularidad de cero volumen que sin embargo contiene infinita densidad y energía.
A pesar de esto, Martin Bojowald profesor asistente de física en la Universidad Penn State han usado un nuevo modelo matemático para meterse en territorio desconocido: ¿Qué ocurrió ANTES del Big Bang?
El modelo usado combina la Teorgía de la Relavitivad con la física cuántica, específicamente la teoría Loop Quantum Gravity (Gravedad cuántica de bucles). La teoría está siendo desarrollada en el Penn State Institute for Gravitational Physics and Geometry y es un nuevo acercamiento a la meta de unificación de la relatividad con la cuántica.
Usando esta teoría, los científicos rastrearon hacia atrás el universo y encontraron que su punto de comienzo tenía un mínimo volumen que no es cero y una energía máxima que no es infinita. Como resultado, las ecuaciones continuaron produciendo resultados matemáticos válido incluso antes del Big Bang. Básicamente, con este método se pierde la singularidad que impedía avanzar en los cálculos. Pero, avanzar ¿hacia dónde?. Pues hacia un universo anterior que antes de colapsar, "rebotó" generando el universo actual. La idea del Universo oscilante no es nueva, fue propuesta por Richard Tolman, del Instituto Tecnológico de California, cuyos estudios y propuestas fueron publicados a comienzos de la década de 1930.
Esta teoría de gravedad cuántica indica que la fábrica del espacio-tiempo tiene una geometría atómica que está tejido con una dimensión cuántica. Esta fábrica se desgarró bajo las extremas condiciones dominantes por la física cuántica cerca del Gran Rebote, causando que la gravedad se vuelva fuertemente repulsiva, por lo que, en vez de desaparecer hasta el infinito como se predice en la Teoría de la Relatividad, el universo rebotó en el Gran Rebote que dio nacimiento a nuestro universo en expansión. La teoría revela un universo en contracción antes del Gran Rebote, con una geometría espacio-temporal que era similar a la del univeso actual.
Bojowald encontró que tenía que crear un nuevo modelo matemático para usar con la teoría del Bucle de gravedad cuántica para explorar el universo antes del Gran Rebote (Big Bounce) con más precisión.
Además de ser más preciso, el nuevo modelo es más corto. El científico reformuló los modelos usando una descripción matemática diferente lo que le permitió resolver explicitamente las ecuaciones y obtener una fuerte simplificación.
Las ecuaciones del modelo requieren parámetros para describir el estado del actual universo con precisión.Luego usó ese modelo para viajar atrás en el tiempo, "des-evolucionando" el universo para revelar su estado en tiempos anteriores.
Las ecuaciones del modelo contienen algunos parámetros "libres" que no son conocidos con precisión, aunque necesarios para describir ciertas propiedades. Bojowald descubrió que dos de estos parámetros son complementarios: uno es relevante casi exclusivamente luego del Big Bounce y el otro casi exclusivamente luego del Gran Rebote.
Los dos parámetros libres, que se encontraron complementarios, representan la incertidumbre cuántica en el volumen total del universo antes y después del Big Bang. "Estas incertidumbres son parámetros adicionales que aplican cuando pones un sistema en un contexto cuántico, como una teoría de la gravedad cuántica", comentó el científico. "Es similar a las relaciones de incertidumbre en física cuántica, donde hay complentaridad entre la posición de un objeto y su velocidad - si puedes medir una no puedes simultáneamente medir la otra". Similarmente, el estudio indica que hay complementaridad entre los factores de incertidumbre para el volumen del universo antes y después del Big Bounce. "Para todos los propósitos prácticos, la precisión de los factores de incertidumbre para el volumen del universo previo nunca será determinada por un procedimiento de cálculo hacia atrás desde condiciones actuales del universo, incluso con mediciones más exactas que seamos capaces de hacer".
"Un problema con el modelo número anterior es que no ves claramente qué son realmente los parámetros libres y cuál es su influencia. Este modelo matemático te da una mejorada expresión que contiene todos los parámetros libres y puedes inmediatamente ver la influencia de cada uno", explicó Bojowald.
El científico alcanzó una conclusión adicional luego de encontrar que al menos uno de los parámetros del universo previo no sobrevivió el Big Bounce. Esto permite pensar que los sucesivos universos no serán réplicas perfectas uno de otro. "La recurrencia eterna de universos absolutamente idénticos parece ser prevenida por la aparente existencia de un intrínseco olvido cósmico".
El trabajo se publica en la edición online de Nature Physics y será publicada en su versión impresa en la edición de agosto.
Fuentes y links relacionados
# Nota de prensa Penn State:Physicist explores what happened before the Big Bang
# NewScientist:Universe mostly forgets its past during cosmic rebirth
# Bad Astronomy:What happened before the Big Bang?
# Loop Quantum Gravity (Blog en castellano)
# Wikipedia (en castellano)
# Astrocosmo:El Universo pulsante
# Hipótesis del ciclo infinito.
Blogalaxia Tags: Cosmología Gravedad cuántica de bucles
http://www.noticiasdelcosmos.com/2007/07/qu-pas-antes-del-big-bang.html
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