NeoFronteras

Nuevo modelo cosmológico

Área: Espacio — miércoles, 21 de febrero de 2007

Foto
Dibujo del Planck. Foto: ESA.

Un día, dentro de unos 5000 millones de años, el sol destruirá la Tierra cuando éste se transforme en gigante roja. La vida sobre la Tierra desaparecerá y nuestros descendientes hace tiempo que se habrán ido o desaparecido victimas probablemente de su propia estupidez. Quizás ellos en esa época ya sabrán cuál será el destino del Universo o incluso hayan aprendido a controlar ese destino o a crear nuevos Universos adonde ir.
No sabemos todavía cómo será el destino final del Universo. Una vez creímos que más o menos lo sabíamos, pero la energía oscura ha trastocado todo de momento.
El que escribe esto y los que lo leen morirán en algún momento y nuestra capacidad para preguntar se desvanecerá con nuestra propia muerte. Mientras tanto nos planteamos, como los demás seres autodenominados humanos, de dónde venimos y adónde vamos. Quizás antes del fatal evento nuestra curiosidad quede saciada en algún aspecto, aunque para entonces ya resonarán en nuestras cabezas otras preguntas para las que seguro no obtengamos respuestas.
Según algunos cosmólogos el Universo se expandirá cada vez más rápido hasta ser desgajado por completo por la energía oscura. En el otro extremo otros creen que el Universo podría rebotar y rebotar en un infinito ciclo de expansiones y contracciones.
Ahora estas dos ideas han sido combinadas en nuevo modelo cosmológico en el que el Universo se hace millones de añicos y cada uno de esos pedazos genera un nuevo Universo. Este modelo resuelve además el misterio de por qué el Universo primitivo estaba tan ordenado.
Uno de los problemas de los modelos cosmológicos es que deben de explicar la cantidad de desorden de las partículas del Universo, es decir la cantidad de entropía. Los cosmólogos creen que el Universo empezó en un estado altamente ordenado de baja entropía justo después del Big-Bang y que gradualmente ésta aumenta con el tiempo. Pero la pregunta de por qué el Universo empezó en un estado tan altamente ordenado permanece sin contestar.
Quizás la respuesta esté en el modo en el que los Universos son creados y destruidos. El destino del Universo depende de la energía oscura, que es una fuerza “antigravitatoria” que expande más y más nuestro Universo de manera acelerada. Si esta fuerza crece sin límites finalmente desgarrará absolutamente todo: galaxias, sistemas solares, planetas, átomos… Es lo que llaman el Big-Rip.
Ahora los físicos Lauris Baum y Paul Frampton de University of North Carolina en Chapel Hill usan precisamente este efecto para explicar cómo la entropía de nuestro Universo era tan baja en el momento de su creación y además proporcionan un modo de comprobarlo experimentalmente.
En este modelo cosmológico la energía oscura termina siendo dominante y expande el Universo hasta un estado que se aproxima mucho al Big-Rip. Entonces el Universo se desgaja en multitud de trozos que se separan unos de otros a mayor velocidad que la luz. Pero la destrucción se detiene según la densidad de energía oscura termina siendo igual a la densidad del universo. En ese punto cada trozo colapsa sobre sí mismo. Y toda esta multitud de trozos se contraen en distintos Universos que al rebotar crean un conjunto nuevo de Universos.
Cada parte contiene sólo una pequeña parte de la entropía total del Universo padre original y los nuevos Universos empiezan en un estado de baja entropía.
Un artículo con estos resultados se publicará en Physical Review Letters.
La teoría puede ponerse a prueba con el observatorio del fondo de microondas que la agencia europea del espacio lanzará en julio de 2008. El Planck medirá propiedades relacionadas con la presión y densidad de energía oscura que distinguirá el nuevo modelo del modelo estándar de Big-Bang.
Newton, Einstein o el mismo Planck hubieran dado parte de sus vidas por conocer sólo un poco de lo que nosotros creemos saber ahora. Es planteable meditar sobre si nosotros somos ahora conscientes de ese privilegio y sobre lo ignorantes que les pareceremos a los futuros seres que habiten este pequeño mundo azul.
Aunque siempre habrá utilitaristas que replanteen una y otra vez eso de que para qué sirve la cosmología.

Referencias:
University of North Carolina.
Artículo en ArXiv.
Artículo anterior en ArXiv.

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

  1. Jordi:

    ¡Buen artículo!

  2. Lluís:

    Este nuevo modelo suena bien, incluso recuerda algo al modelo de Richard Gott. A mi me parece además interesante en el aspecto de que podemos prescindir de “un momento creador”. Aunque hay algo que no entiendo: ¿Como pueden separarse a mayor velocidad que la luz trozos desgajados del Universo? ¿Y que pasa pues con los efectos relativistas?

  3. NeoFronteras:

    Digamos que esos efectos relativistas que menciona se aplican a los objetos contenidos en el espacio, no al espacio mismo.
    De hecho el Universo se puede expandir a mayor velocidad que la luz sin violar causalidad relativista.
    En este modelo el Universo, y justo antes del Big Rip, está formado por un mosaico de regiones causalmente desconectadas, es decir que una señal, incluso a la velocidad de la luz, no puede viajar de una región a otra.
    La ulterior contracción (o contracciones) generan multitud de universos que estarán aislados unos de otros, cada uno con energía (tanto ordinaria como oscura) pero sin materia ni entropía. La posterior inflación sería la estándar y ahí se producirían las partículas y por tanto la materia.
    En los modelos cíclicos al uso no hay manera de deshacerse de la entropía que en cada ciclo crece sin parar. Esa es la ventaja de este modelo.
    En cuanto a los inconvenientes de este modelo cabe citar que la contracción de esas regiones es introducida a mano por los autores aunque dicen justificarla. Además es un modelo académico con una física poco estándar que en principio se justificaría sólo a posteriori en caso de comprobación experimental. Aunque sin riesgos no se consigue encontrar cosas interesentes.

    El año pasado Gratton, Steinhardt y Turok publicaron otro modelo cíclico:
    http://arxiv.org/abs/hep-th/0607164

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