12 mayo 2010

Einstein se equivocó, el 'Big Bang' no fue el comienzo de todo




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Así lo afirma Sean Carroll cosmólogo del Caltech (California Institute of Techonology) quién presentó esta semana sus argumentos a favor de una nueva teoría del tiempo ante el atónito público del Museo de Historia Natural de Nueva York. En nuestro mundo, explicó, el tiempo sólo sigue una dirección: de pasado a futuro, y se caracteriza por la irreversibilidad. En su ejemplo más famoso, siguiendo con las aves de granja, podemos hacer que un huevo se convierta en tortilla, pero no que una tortilla se convierta en huevo. ¿Por qué? Por la entropía, el desorden al que tiende el Universo.

Una habitación se desordenará sola si no hacemos nada por evitarlo. En cambio, muy a nuestro pesar, requerirá un esfuerzo devolverle el orden inicial. Este simple ejemplo es atribuible a todo el Universo: cada vez es más desordenado, hoy más que ayer y ayer más que el día anterior, así hasta remontarnos hasta sus "inicios", hace 13.500 millones de años, cuando surgió a través del 'Big Bang' en un estado de muy baja entropía, o mucho orden.

En la ilustración se muestra como funciona la teoría de la gran implosión, también conocida como el Gran Colapso (Big Crunch).

En la ilustración se muestra como funciona la teoría de la gran explosión (Big Bang).


El Big Bang.

Hacia el vacío total

¿Y por qué el Universo tenía muy baja entropía en su nacimiento? No hay una respuesta clara, pero posiblemente fue porque es la forma más fácil que tiene un Universo de nacer, dice Carroll: un sistema muy caliente y altamente denso, capaz de albergar 100.000 millones de galaxias con 100.000 millones de estrellas cada una (como hay ahora), necesita mucho orden para mantenerse en un "espacio compacto". Desde entonces, el Universo no para de expandirse. ¿Hacia dónde? Hacia el infinito. ¿Hasta cuándo? Hasta el infinito. No hay fin.

Los físicos creen que en un gúgol de años (10 elevado a 100), el Universo se vaciará por completo: todos sus elementos habrán caído en los agujeros negros, e incluso los agujeros negros se habrán disuelto. Y aun así, continuará expandiéndose. Sin embargo, los físicos también saben que incluso el vacío guarda cierta cantidad de energía, la energía oscura, y la física cuántica nos dice que siempre quedarán partículas pululando. Suficiente como para que, después de muchísimo tiempo, un pequeño espacio del Universo vacío se desprenda como una gota: puede ser independiente, o puede estar contenido dentro del Universo materno, pero será el nacimiento de un nuevo Universo. Un Big Bang, que por leyes naturales tendrá muy baja entropía y empezará a enfriarse y a expandirse hasta vaciarse, para dar lugar, mucho tiempo después, a un nuevo Universo, y así sucesivamente, hasta el infinito.

El Universo se está expandiendo. Usando lo que sabemos acerca de la gravedad, nos encontramos con que la cantidad de materia y energía está directamente relacionada con la tasa de expansión del Universo. Dado que el Universo se está expandiendo, lo que significa que en el pasado, el universo era más pequeño, más denso, se expande más rápido, y más caliente, lo que significa mayor energía.


Es muy importante recordar que la idea del Big Bang proviene de aquello que vemos hoy, cuando miramos el Universo, y es que cuanto más lejos están las cosas de nosotros, más rápido se alejan de nosotros.

Flechas simétricas del tiempo

Para Carroll el vacío es, en realidad, el estado natural de las cosas, y nosotros somos una excepción nacida de las fluctuaciones aleatorias de la energía. Si de algo dispone el Universo, o los universos o multiversos, es de tiempo. Con suficiente tiempo se pueden obtener todo tipo de combinaciones posibles. Incluso que una tortilla pueda volver a ser huevo. Pero se necesitaría mucho más tiempo del que lleva existiendo nuestro Universo.

¿Y cómo es el tiempo en un Universo vacío? El tiempo existe aunque no haya nadie ni nada para experimentarlo. Es una coordenada, como lo es el espacio. Y a este respecto, las leyes físicas no hacen distinción entre pasado y futuro; no hay flecha del tiempo en las leyes fundamentales de la naturaleza. Las cosas podrían ocurrir simultáneamente en otro Universo distinto al nuestro, o fuera del nuestro. Los físicos hablan de equilibrio térmico cuando no hay flecha del tiempo, cuando la entropía es siempre la misma. Entonces es todo estático, nada cambia.

Según explica Sean Carroll, del 'Big Bang' para acá el tiempo ha seguido una dirección: de pasado a futuro. Pero no hay nada que impida pensar que, del Big Bang para atrás, la flecha del tiempo siguió la dirección opuesta, o más bien simétrica. Y del mismo modo en que, para nosotros, todo lo que pudo haber antes del Big Bang es un pasado muy remoto, nosotros somos un pasado muy remoto para los Universos que nacieron en dirección opuesta.

Nosotros conocemos las leyes de la gravedad y la mecánica cuántica, y sabemos que el Universo es finito en edad, y en expansión. El único problema que nos queda por resolver para cerrar la historia del universo son los cúmulos de materia oscura.


En esta ilustración se explica la distribución de la materia durante el Big Bang.


Einstein se equivocó

"¡No es posible!", le dice mucha gente a Carroll. "¡Einstein dijo que antes del 'Big Bang' no podía haber nada!". La respuesta de este popular cosmólogo es muy sencilla: Einstein se equivocó. "La teoría de la relatividad ha resultado no ser del todo correcta. Por ejemplo, no es compatible con la física cuántica. Lo que Einstein quiso decir es que más allá del Big Bang, se acaba nuestra capacidad de comprensión", explicó durante su brillante charla, aun asumiendo que no hay certidumbres, sino "aproximaciones honestas" a la realidad del mundo físico. (Como diría el divulgador británico Simon Singh, sólo las matemáticas son capaces de asentar teoremas absolutos).

Fuente: El Mundo

Quantum opina:

A medida que la ciencia avanza en el desarrollo de la cosmología más misterios aparecen cuando se investiga más de cerca el principio que originó el Big Bang, especialmente aquella que se acerca a los segundos posteriores al evento, cuando las energías de las partículas eran más altas de lo que ahora se puede estudiar mediante experimentos. La comprensión de este período de la historia del universo figura entre los mayores problemas no resueltos de la física.

No obstante, hay que tener en cuenta que en el inicio del Universo ni hubo explosión ni fue grande, pues en rigor surgió de una «singularidad» infinitamente pequeña, seguida de la expansión del propio espacio. Asi lo afirma Michio Kaku, físico teórico estadounidense, co-creador de la String Field Theory, una rama de la teoría de cuerdas.

Temas relacionados:

http://quamtum.blogspot.com/2009/09/la-paradoja-de-olbers.html
http://quamtum.blogspot.com/2009/08/el-big-band-y-la-expansion-del-universo.html
http://quamtum.blogspot.com/2009/08/teoria-de-la-gran-ola-cosmica.html
http://quamtum.blogspot.com/2009/05/michio-kaku-afirma-el-destino-del.html



2 comentarios:

Anónimo dijo...

Para mi el universo nacio de una terrible explosión!!! de Placer!

Oxy dijo...

Hasta ahora no he visto por ningún medio que einstein apoyaba la teoría del big bang tal y como la conocemos hoy. Me parece que nunca dijo que para él el universo se expandía pues auque sus ecuaciones describen un universo en crecimiento, él incluyó la tal constante cosmológica para hacerlo coincidir con su creencia de que era estático.

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