Ciencia

La teoría final de Stephen Hawking sobre el multiverso

Antes de su muerte, Stephen Hawking redactó un maravilloso artículo donde aborda su teoría final sobre los orígenes del universo. El trabajo, que contó con la colaboración de Thomas Hertog, finalmente fue publicado en Journal of High Energy Physics, y está a disposición del público de forma totalmente gratuita en este enlace.

Big bang lampara

En resumidas cuentas, Hawking y Hertog creen que el universo es mucho menos complejo de lo que sugieren las actuales teorías sobre el multiverso. La hipótesis se fundamenta en un concepto conocido como inflación eterna, descrito por primera vez en 1979, que puede facilitar a los científicos el proceso para confirmar o desestimar en la práctica la existencia de universos múltiples.

 

La teoría actual de la inflación eterna y el multiverso.

Después de ese evento inicial conocido como Big Bang, nuestro universo habría pasado por un periodo de inflación exponencial. Tras esta primera fase, la velocidad de inflación disminuyó y la energía se convirtió en materia y radiación.

Sin embargo, para la teoría de la inflación eterna, algunas burbujas del espacio dejaron de inflarse o desaceleraron en una trayectoria de parada, dando lugar a un pequeño punto muerto fractal en el espacio estático.

Por otra parte, debido a los efectos cuánticos, otras burbujas en el espacio jamás dejaron de inflarse, dando lugar a un número infinito de multiversos. De acuerdo con la teoría, todo lo que apreciamos en el universo observable es el contenido de una de estas burbujas donde la inflación se detuvo, permitiendo que se formaran las estrellas y las galaxias. Las leyes físicas y químicas pueden variar de un universo burbuja a otro, y todos estos formarían lo que conocemos como multiverso.

Inflacion del universo

Visualización de la inflación del multiverso. A. Linde / Universidad de Stanford.

 

La propuesta de Hawking y Hertog.

En esta publicación, Hawking menciona que jamás fue un seguidor del multiverso. Y es que si la escala en diferentes universos dentro del multiverso es demasiado grande o infinita, la teoría no puede probarse. Incluso uno de los pioneros del modelo de inflación eterna lo ha venido repudiando a últimas fechas: el físico Paul Steinhardt, de la Universidad de Princeton, quien declaró que la teoría tomó un problema que debería haber resuelto. Es decir, hacer al universo consistente con aquello que observamos.

Hawking y Hertog creen que el modelo actual de inflación eterna está equivocado. Esto sucede porque la teoría de relatividad general de Einstein se degrada en escalas cuánticas.

“El problema en la inflación eterna es que da por hecho que evolucionó según la teoría de relatividad general de Einstein y aborda los efectos cuánticos como pequeñas fluctuaciones en torno a esto. Sin embargo, la dinámica de la inflación eterna acaba con la separación entre la física clásica y la física cuántica. Como resultado, lo propuesto por Einstein termina deshaciéndose”, explica Hertog.

Burbujas universo inflacion

 

La teoría de las cuerdas.

La nueva hipótesis de Hawking y Hertog se apoya en la teoría de las cuerdas, donde se intenta conciliar la relatividad general con la teoría cuántica al sustituir las partículas puntuales de la física por diminutas cuerdas vibrantes unidimensionales. Para la teoría de las cuerdas, el universo sería una especie de holograma donde la realidad física en espacios tridimensionales podría reducirse matemáticamente a proyecciones en dos dimensiones sobre sus superficies.

Los físicos se encuentran desarrollando una variación del principio holográfico que proyecta la dimensión del tiempo en la inflación eterna, lo que les permitiría hacer una descripción del concepto sin tener que atender a la relatividad general.

Esto permitió a Hawking y Hertog reducir matemáticamente la inflación eterna a un estado atemporal en una superficie espacial al comienzo del universo: el umbral de la inflación eterna, donde nuestra tradicional noción del tiempo pierde el significado.

Galaxias

 

Las pruebas.

En el año de 1983, Hawking y el físico James Hartle hicieron una propuesta conocida como la “teoría sin frontera” o “estado Hartle-Hawking”: previo al Big Bang, existía el espacio, pero no así el tiempo. Posteriormente, el universo inició su expansión partiendo de un único punto, pero carece de una frontera.

Según esta nueva teoría, aquel universo primitivo poseía una frontera, y es precisamente este aspecto lo que posibilita a este par para hacer previsiones más confiables sobre su estructura. “Creemos que nuestro universo, a escala mayor, es razonablemente suave y globalmente finito. Por ello, no se trata de una estructura fractal”, menciona Hawking.

Esto no se traduce en rechazar la existencia de multiversos, sino que reduce el concepto a un alcance mucho menor, lo que significa que, si otros físicos confirman este trabajo, la teoría podría resultar mucho más fácil de comprobar en el futuro.

Hertog planea probarlo buscando ondas gravitacionales que pudieron haber sido originadas por la inflación eterna. Estas ondas son extremadamente grandes como para que las detecten los instrumentos actuales (por ejemplo, LIGO), pero los futuros interferómetros (como el espacial LISA) podrían proporcionar la posibilidad de descubrirlas.

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4 comentarios

  • Que extraño es todo hablando de universos, espacio y tiempo, en multiversos… en el documental (Cosmos creo) se ve que lo que conocemos como tiempo es nuestra caida libre, lo que conocemos como universo es una burbuja y lo que conocemos como multiversos es la union de muchas gotas en una cascada y lo que durará nuestra existencia es el tiempo en lo que flotamos y nos volveremos a unir al rio, el cual llegará al mar y volverá a subir a la montaña en forma de nube para volver a precipitarse como lluvia y comenzar otro ciclo sin fin… ahora, se cree que podriamos concientemente movernos de una etapa a otra y no desaparecer en el intento. claro, todo esto si es quen o nos matamos entre nosotros o destruimos todo por creernos los dueños de una microscopica porcion de la gota.