NeoFronteras

Recrean “el fin del tiempo” en el laboratorio

Área: Física — miércoles, 3 de agosto de 2011

¿Se ha preguntado qué pasaría si la dimensión temporal súbitamente llegara a su fin? Un nuevo experimento lo revela.

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Observación experimental de un evento de “fin del tiempo” en un metamaterial hiperbólico plasmónico iluminado con luz de 488 nm. Fuente: Igor Smolyaninov.

Una de las áreas más excitantes de la ciencia es el campo emergente de los análogos del espacio-tiempo. Esta es la disciplina en la que los físicos juegan con sistemas que tienen una relación matemática formal con la Relatividad General.
Por ejemplo, los cambios en la manera en la que los electrones se mueven en el grafeno según es enfriado es idéntico a los cambios ocurridos en el Universo justo después del Big Bang. Así que los físicos pueden usar un análogo frío para poner a prueba teorías acerca del comportamiento más temprano del Universo.
Otro ejemplo es la analogía formal matemática entre el comportamiento de la luz en el espacio electromagnético y en el espacio-tiempo. Esto es interesante porque los físicos han aprendido recientemente cómo manipular el espacio electromagnético usando metamateriales. Esto les ha permitido crear el equivalente de la espuma cuántica, el Big Bang e incluso el multiverso al completo.
Todos estos experimentos dejan con la boca abierta (imagine hace un agujero negro en el laboratorio). Esta es la razón por la que es difícil señalar los más importantes.
Pero a Igor Smolyaninov en la Universidad de Maryland le gusta intentarlo. Explica cómo ha creado un experimento que modela el fin del tiempo.
La idea es sencilla (¡no realmente!). Los metamateriales pueden hacerse para que se comporten como el espacio ordinario con dos dimensiones espaciales y una temporal. Pero además pueden ser hechos para que se comporten como otros tipos de espacio, por ejemplo con dos dimensiones de tiempo y una de espacio.
Smolyaninov señala que ocurre una situación interesante cuando dos materiales son colocados sobre sus bordes. Si una dimensión temporal es perpendicular a una dimensión espacial, simplemente se llega a un callejón sin salida. En otras palabras, el tiempo se termina.
“Esta situación (que no puede ser realizada en Relatividad General clásica) puede ser llamada ‘el fin del tiempo’,” sostiene en un artículo junto con un par de colegas.
No contento con meramente pensar acerca de este escenario, estos tipos han ido más allá y lo han construido usando un plástico denominado metacrilato polimetilo o PMMA depositado en tiras sobre una película de oro. La luz toma la forma de plasmones que se mueven a lo largo de la superficie.
Así que, ¿qué pasa en el fin del tiempo? Smolyaninov dice que el campo electromagnético simplemente diverge, lo que produce un anticlimax en un experimento tan preñado de posibilidades de ciencia ficción.
Pero es un interesante material de todos modos

Nota: este artículo es una traducción literal de la primera referencia que aparece más abajo.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3578

Fuentes y referencias:
Nota en el MIT.
Artículo en ArXiv.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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6 Comentarios

  1. lluís:

    “la idea es sencilla (¡no realmente!)”.Cierto, no realmente.Me parece muy matemático todo eso; y el fotón haciendo de plasmón.¿Hará todo eso la naturaleza?.
    Pero desde luego te quedas con la boca abierta.De los metamateriales ya habíamos aprendido algo aquí mismo.
    Saludos.

  2. tomás:

    Pues yo he hecho una experiencia en mi cocina que no tiene nada que envidiar a la del artículo y que refuerza en mi idea sobre el tiempo.
    He tomado una olla de presión, he puesto un reloj en el fondo y la he llenado de metaagua -bastante cara por cierto- y la he puesto a fuego muy lento, con una llama pequeñísima. He quitado la válvula de seguridad en la convicción de que la metatemperatura no podría aumentar. No solo no ha aumentado, sino que ha bajado. Las metaburbujas formadas al hervir no eran tales -cosa que no he podido visualizar, pero sí calcular con unas matemáticas muy avanzadas que serían largas de exponer. Por último he calculado que el reloj se había detenido. Y ¡he aquí la confirmación!: cuando he abierto la olla, el reloj marcaba la misma hora que cuando lo sumergí. Posteriores cálculos me hacen sospechar que podría hacerse con agua normal e incluso sin metacalentar. También sospecho que un muy preciso martillazo lo detendría. Pero preciso confirmarlo experimentalmente y realizar los cálculos oportunos, aunque tengo un problema de falta de tiempo.
    Esta web queda autorizada para divulgar mi inusitada experiencia.
    Un cordial saludo.

  3. NeoFronteras:

    Una cosa es que dos sistemas puedan ser descritos en primera aproximación por las mismas ecuaciones y otra que sean el mismo sistema. Bajo este punto de vista este tipo de experimentos son una suerte de “computación analógica”.

  4. lluís:

    Me queda una duda, apreciado tomas, inicialmente, ¿a qué temperatura estaba la metaagua?. Por lo demas creo que podrías mandar tu experimento a Physical Review Letters.
    Saludos.

  5. tomás:

    No sé si Neo me ha tomado más en serio de lo que merezco, pero deseo aclararle que el reloj sí que es analógico.
    Y a ti, amigo lluís, he de explicarte que el término que representa la temperatura inicial de la metaagua, se anula en las ecuaciones, por lo que ha de ser indiferente pero, sinceramente, me extraña. Quizá deberé revisar los cálculos. Gracias por el aviso y por indicarme esa publicación.
    Un abrazo para ambos.

  6. Atanasio:

    Simulaciones del cosmos como un todo, en el laboratorio: no es poca cosa. El interés para los teóricos es indudable. Se hace posible, en principio, efectuar “experimentos cosmológicos”. Imagínense logrando introducir poco a poco muchas otras condiciones para lograr modelos más realistas, simulaciones cada vez más complejas y ajustadas al universo real observado, o a otros universos posibles. Y siempre se había dicho que la cosmología, al igual que la historia no podía ser una disciplina experimental…

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