Dicen haber encontrado en pruebas observacionales de la colisión de otros universos con el nuestro durante la época de inflación.
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El fondo cósmico de microondas (FCM) no para de proporcionar sorpresas, aunque los expertos discuten si lo que unos ven en él es real o si no es más que un ejercicio similar a imaginar ovejas en el cielo un día nuboso, con estadística de por medio claro.
Hace unas pocas semanas se discutía en estas páginas los círculos encontrados por Penrose y sus colaboradores en el FCM y su relación con el modelo cosmológico de este físico. El universo cíclico de Penrose sería eterno y en él surgiría un universo a partir de otro previo como una muñeca rusa sale de dentro de otra en un proceso iterado sin fin. La posible existencia de pruebas observacionales de algo así es, como mínimo, excitante.
Ahora otros investigadores dicen haber encontrado pruebas en el FCM de la existencia de otros universos paralelos que apoyarían el modelo de inflación eterna, idea ésta de la inflación que precisamente Penrose niega. De este modo, dos teorías rivales e incompatibles se basarían en el mismo conjunto de datos para reafirmarse así mismas. Podemos elegir entre huellas de un universo previo o huellas de universos paralelos.
Desde hace un tiempo se viene especulando sobre la existencia de un multiverso dentro del cual nuestro universo sería uno más de muchos. Las razones, justificaciones y modelos que generan estos otros universos son variados y en este caso sólo nos fijaremos en uno de ellos: el modelo que relaciona este multiverso con la idea de inflación.
Ante todo surge un grave problema epistemológico y de lenguaje en este tema. Por definición “Universo” es todo cuanto existe, toda naturaleza que pueda ser medida y estudiada por el método científico. Bajo está definición, cualquier cosa que veamos o midamos automáticamente debe incorporarse al “Universo”. Y si se propone la existencia de un universo compuesto por gominolas en una dimensión desconocida a la que no podemos acceder de ninguna manera entonces las teorías que construyamos sobre él no serán científicas y la rama del conocimiento dedicada a su estudio tendrá mucho más en común con la Teología que con la ciencia.
Por alguna razón algunos autores asumen que algunas señales que podamos ver en el FCM corresponderían a otros universos que no habría que incluir en el Universo. Asumamos a partir de ahora este convenio en el presente artículo.
Como ya sabemos la idea de inflación se introdujo (por Alan Guth, del MIT) para explicar la isotropía y planitud del Universo, aunque no tengamos pruebas de tal inflación. Según esta hipótesis nuestro universo sufrió un proceso de rápida inflación o expansión que multiplicó su tamaño en muchos órdenes de magnitud una fracción de segundo justo después del Big Bang, antes incluso que surgieran las partículas que conocemos.
No se sabe cómo, cuándo y por qué se produjo, y tampoco se sabe por qué se detuvo la inflación. Se asume la existencia de un campo escalar especial y la existencia de estados de falso vacío. Básicamente el Universo caería de un estado a otro produciéndose la inflación.
Otro concepto que hay que aclarar antes de seguir es el del tamaño del Universo. Cuando hablamos de tal tamaño hablamos del Universo visible (básicamente una burbuja con un radio igual a 14.000 millones de años luz con nosotros en el centro, aunque ha crecido desde el Big Bang) o incluso cualquier esfera de espacio con un radio dado (se le llama radio de universo), pues la Relatividad General funciona muy bien para un caso así.
El Universo podría muy bien ser infinito, pero nosotros sólo veríamos lo que la velocidad de la luz y el tiempo finito desde el Big Bang nos permite ver. No podemos ver el resto porque la luz no ha tenido tiempo de viajar hasta nosotros. E incluso esas partes invisibles en un universo en expansión (incluso acelerada debido a la energía oscura) nunca podrán ser vistas porque nunca les dará tiempo cruzar un espacio que crece sin parar incluso a mayor velocidad que la luz.
Por tanto, el universo visible probablemente es sólo una parte de un universo aún mayor, una burbuja muy grande, inmensa, si tenemos en cuenta tal inflación.
Pero el estado de vacío del cual surgió ese universo pudo generar otros procesos de inflación en otros “lugares”, para crear otras burbujas bajo otras inflaciones, para así dar lugar a otros universos burbuja con incluso otras leyes físicas.
Tampoco está muy claro en que consiste ese “estado de vacío” a partir del cual surgen universos. En la Física moderna un vacío no es la nada. Podríamos asumir que en “La Realidad” la nada no se da. Si vaciamos de materia y energía un trozo el espacio-tiempo lo queda todavía tiene propiedades y, sobre todo, fluctuaciones cuánticas del propio vacío, partículas que se crean y se destruyen en un proceso dinámico sin fin. Podemos incluso concebir un vacío sin dimensiones vaciado de espacio-tiempo (sea lo que sea eso y nadie sabe seguro muy bien qué diablos es porque no tenemos una teoría cuántica de la gravedad) en el que habría fluctuaciones de espacio-tiempo que darían lugar a universos.
En esta teoría de la inflación eterna van surgiendo continuamente nuevos universos, nuevas burbujas en un mar de espacio-tiempo. Habrían surgido siempre y lo harían por toda la eternidad (en el caso de que sea posible definir una línea temporal “común” a todos ellos). Algunos de esos universos se separarían pronto de ese “mar”, pero otros que surgieran al lado de algún vecino podrían colisionar entre sí siempre y cuando se expandieran más rápido (debido a la inflación) que el espacio que les separa.
Si nuestro universo fuera golpeado por otra burbuja de universo el impacto generaría enormes cantidades de energía de tal modo que, si algo así se hubiera dado durante nuestro propio proceso de inflación, entonces esto dejaría huellas que serían detectables hoy en día en el FCM. Una colisión de universos podría alterar la inflación en la zona de impacto, lo que se traduciría por una densidad de materia-energía menor (o mayor) en esa región, algo que se vería como una región más fría (o más cálida) en el FCM.
A la espera de los datos de Planck (que parecen tardar demasiado tiempo, pues se espera su liberación en 2012), los cosmólogos se tienen que conformar con los datos de WMAP, que con el tiempo se han refinando, pero no más allá de la precisión intrínseca del propio instrumento. Hiranya Peiris, Stephen M. Feeney (ambos de University College London) y sus colaboradores dicen haber encontrado pruebas de la existencia de otros universos en el FCM. Se parte de la hipótesis de que esos otros universos en proceso de inflación habrían interaccionado con el nuestro en esa época muy temprana y habría quedado en el FCM pruebas de esos choques en forma de huellas reconocibles, bordes distintivos y formas simétricas.
Para encontrar esas huellas este grupo de investigadores ha usado un algoritmo especial que analizó pequeñas porciones circulares, con tamaño angular equivalente a ocho lunas llenas, del mapa del FCM levantado por WMAP.
Dicen haber encontrado 4 casos de estas colisiones. Estas huellas podrían ser confirmadas por mapas de mejor resolución que se levanten en el futuro, como el que hará Planck. Al parecer, estos investigadores no esperaban encontrar nada en particular, así que el resultado fue una sorpresa para ellos.
Otros físicos implicados en la hipótesis inflacionaria como el propio Guth o Alexander Vilenkin, de Tufts University, se muestran excitados por el resultado. Incluso algún cuerdista ya se ha apuntado al carro, pese a que la teoría de cuerdas no tiene nada que ver con la teoría de la inflación eterna.
Aunque otros investigadores señalan que el grupo de Peiris podría haber calibrado mal su algoritmo y el origen de esas huellas podría ser más mundano.
Y es que la estadística es una rama de las matemáticas un poco liosa. Desde que Penrose lanzó su resultado unos expertos han confirmado sus resultados mientras que otros lo han negado en las pocas semanas transcurridas, creándose bastante polémica. Todos dicen ver los mismos círculos en datos y modelos, pero su interpretación difiere. Algunos de ellos asumen la existencia de inflación. Es posible que en este nuevo caso en particular de las colisiones de universos surja una polémica similar.
Si las huellas vistas ahora se originaron por colisiones de universos debe de haber otras características distintivas en la polarización de los fotones del FCM, algo que también podría ver Planck.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3336 [1]
Fuentes y referencias:
Noticia en Sciecne. [2]
Are There Echoes From The Pre-Big Bang Universe? A Search for Low Variance Circles in the CMB Sky. [3]
Noticia en Nature. [4]
First Observational Tests of Eternal Inflation. [5]
Concentric circles in WMAP data may provide evidence of violent pre-Big-Bang activity [6]
More on the low variance circles in CMB sky. [7]
No evidence for anomalously low variance circles on the sky. [8]
Are There Echoes From The Pre-Big Bang Universe? A Search for Low Variance Circles in the CMB Sky. [3]