De las páginas de ciencia y tecnología de la prestigiosa revista británica The Economist extraigo el siguiente artículo que me limito a traducir (mi buen trabajo me ha costado) y transcribir para Uds., por el interés que me parece que tiene.
Se refiere a la teoría sobre el origen del universo del Dr. Roger Penrose, físico matemático nacido en Inglaterra en 1931 y profesor de matemáticas en la Universidad de Oxford. Altamente considerado por su trabajo en física matemática y por sus contribuciones a la relatividad general y la cosmología, Penrose es miembro de la Royal Society de Londres desde 1972, compartió el Premio Wolf de física con Stephen Hawking en 1988, y ganó el Premio Science Book en 1990.
El artículo en cuestión se titula “Yendo en círculos”. Su entrada dice: “En contradicción con la opinión de la mayoría de los cosmólogos, dos científicos han encontrado pruebas de que el Universo podría existir desde siempre”.
Y esto es lo que se lee en el cuerpo de la noticia:
“Lo que pasara antes del principio de los tiempos es - por definición, podría pensarse - metafísico. Un científico por lo menos, sin embargo, piensa que no hay nada de “meta” al respecto. Roger Penrose, de la Universidad de Oxford, cree que el Big Bang con el cual empezó el universo visible, no fue de hecho, el principio de todo. Fue tan solo, el más reciente ejemplo de una serie de “bangs” que renovó la realidad una vez ésta había llegado a su agotamiento. Más importante aún, cree que el pasado pre-Big bang habría dejado una huella en el presente detectable y analizable, huella que él y su colega armenio han encontrado.
La huella en cuestión está en el background de las microondas cósmicas (CMB por sus siglas en inglés). Se trata de un baño de radiación que llena el entero universo. Se congeló en su presente forma unos trescientos mil años después del Big Bang, y de este modo, porta información sobre como fue el universo anterior. El CMB es casi, pero no totalmente, uniforme, y las irregularidades conocidas se piensa que señalan las semillas de las cuales las galaxias - y en consecuencia estrellas y planetas - crecieron. El Dr. Penrose pronostica sin embargo otra forma de irregularidad, grandes círculos en el cielo donde el CMB es ligeramente más uniforme de lo que debería ser, los cuales, si existieran, serían restos fósiles de agujeros negros de la versión de la realidad del pre-Big bang. Y en un artículo recién publicado en arXiv.org, una base de datos on line, sostiene que efectivamente existen.
Erase una vez.
La versión-Penrose de la cosmología descansa sobre una sutil diferencia de la sabiduría recibida. Es que el universo irrumpió de ningún lugar hace unos 13,7 billones de años en una fluctuación quantum del tipo que constantemente crea partículas virtuales de corta vida en el así llamado espacio vacío. Antes de que esta particular fluctuación pudiera desaparecer de nuevo, sin embargo, sobrevino un proceso llamado inflación, que por un lado se estabilizó, y por otro se hizo 1078 veces mayor de lo que había sido en un período de 10-32 segundos. Desde entonces, se ha expandido a un ritmo más tranquilo y continuará haciéndolo, literalmente por siempre.
El Dr. Penrose, sin embargo, ve la inflación como un “kludge” [traducible como “apaño”, “remiendo”, “chapucilla”]. La razón principal por la que fue ideado (por Alan Guth, un cosmólogo del Massachusetts Institute of Technology, [el célebre MIT de Boston]) es para explicar la extraordinaria uniformidad del universo. Un período de rápida inflación justo al principio, habría impuesto tal uniformidad gracias a reducir toda irregularidad inicial tanto que prácticamente la haría invisible.
Según el “remiendo” [lit. el kludge] avanzaba, la teoría de la inflación triunfaba. Todas sus predicciones que han sido testadas, han sido consideradas verdaderas. Lo que no quiere decir que sean correctas. La explicación del Dr. Penrose sobre la uniformidad es que, no se produce tanto en la fase inicial del universo, sino que es lo que queda de la fase final de la encarnación de la realidad previa.
La versión de los hechos del Dr. Penrose es que el universo no vino a existir con el Big Bang, sino que en su lugar, pasa por un continuo ciclo de “eternidades” [lit. “aeons”=eones]. Cada “eternidad” comienza con el universo en tamaño cero y alta uniformidad. Al principio, el universo deviene menos uniforme según evoluciona y los objetos se forman en él. Una vez que ha pasado suficiente tiempo, sin embargo, todo lo que le rodea terminará siendo absorbido en agujeros negros. Como Stephen Hawkings ha demostrado, los agujeros negros finalmente se evaporan en una explosión de radiación. Ese proceso aumenta la uniformidad, finalmente, hasta el nivel en el que el universo empezó. Hasta aquí, la versión cosmológica del Dr. Penrose más o menos encaja con la versión tradicional. En este punto sin embargo, introduce un “apaño” [“kludge” otra vez] bastante importante de su propia cosecha. Consiste en que cuando el universo deviene viejo y enrarecido, las partículas dentro de él pierden su masa. Tal pensamiento no es tan exótico. El consenso entre físicos es que las partículas empezaron sin masa alguna, y obtienen su masa subsiguientemente de algo conocido como campo de Higgs, cuya investigación fue una de las razones de la construcción del Large Hadron Collider, un gigantesco y poderoso acelerador de partículas situado cerca de Ginebra. La masa, en consecuencia, no es considerada una propiedad invariable de la materia. De modo que el Dr. Penrose se encontró preguntándose un día sobre como podrá ser un universo en el que todas las partículas hubieran perdido su masa a través de algún proceso todavía no definido. Una peculiaridad de las partículas sin masa es que tienen que viajar a la velocidad de la luz. Ello (como Einstein demostró) significa que, desde el punto de vista de las partículas, el tiempo permanece parado y el espacio se contrae hasta la nada. Si todas las partículas en el universo fueran carentes de masa, entonces, el universo tendería a ser infinitamente pequeño. Y un universo infinitamente pequeño es aquél sobre el que se habría producido el Big Bang.
Sentido incomún
Es bien conocido que los fundamentos de la física están llenos de ideas que desafían lo que los humanos gustan de llamar “sentido común”. Incluso así, las ideas del Dr. Penrose son consideradas excéntricas por sus propios colegas. Pero gozan de una virtud que les da credibilidad científica: realizan una predicción. Las colisiones entre agujeros negros producen rizos esféricos al producir el tiempo espacial, en forma de ondas gravitacionales. En el modelo Penrose de la realidad, estos rizos no son abolidos por un nuevo Big Bang. Las imágenes de colisiones de agujeros negros que acontecieron antes del nuevo “bang” pueden, de este modo, quedar marcados como círculos concéntricos en el emergente “background” de microondas.
El investigación sobre tales círculos cósmicos ha sido desarrollada por Vahe Gurzadyan del Instituto Físico Yerevan de Armenia. El Dr. Gurzadyan estudió los datos obtenidos durante siete años por el WMAP, un satélite americano cuyo único propósito era medir el CMB, y también observó los datos de otro observatorio de CMB, el experimento del Globo Boomerang en el Antártico. Su veredicto, obtenido tras haber analizado más de diez mil puntos en los mapas de microondas, es que los círculos concéntricos del Dr. Penrose son reales. Dice haber encontrado docenas de grupos de ellos, uno de ellos el ilustrado en esta revista. (Los anillos visibles en la foto han sido pintados, para mostrar dónde el análisis del ordenador ha encontrado uniformidad circular).
Esto no es, desde luego, sino un simple resultado, y los partidarios de la inflación no están dispuestos a abandonar sin luchar. Amir Hajian, físico de Princeton, por ejemplo, dice estar preocupado por las distorsiones en los datos del WMAP causados por el tiempo desigual utilizado por el satélite para trazar el mapa de unas partes del cielo y otras. Además, está la pequeña cuestión de cómo se produce la pérdida de masa.
El Dr. Guth, entretanto, se queja de que se publican cada año un montón de artículos apuntando las inconsistencias entre los datos del background de microondas y la inflación, y que ninguno de ellos ha superado el test del tiempo. Más aún, incluso si la teoría de los círculos se acepta, puede ser debida a una causa diferente a la propuesta por el Dr. Penrose. No obstante, cuando una teoría extraña hace una predicción extraña y la predicción se cumple, corresponde a la ciencia investigar cuidadosamente. Pues si lo que los doctores Penrose y Gurzadyan piensan es verdad, entonces, mucho de lo que la gente pensaba que sabía sobre el universo será falso.
El artículo en cuestión se titula “Yendo en círculos”. Su entrada dice: “En contradicción con la opinión de la mayoría de los cosmólogos, dos científicos han encontrado pruebas de que el Universo podría existir desde siempre”.
Y esto es lo que se lee en el cuerpo de la noticia:
“Lo que pasara antes del principio de los tiempos es - por definición, podría pensarse - metafísico. Un científico por lo menos, sin embargo, piensa que no hay nada de “meta” al respecto. Roger Penrose, de la Universidad de Oxford, cree que el Big Bang con el cual empezó el universo visible, no fue de hecho, el principio de todo. Fue tan solo, el más reciente ejemplo de una serie de “bangs” que renovó la realidad una vez ésta había llegado a su agotamiento. Más importante aún, cree que el pasado pre-Big bang habría dejado una huella en el presente detectable y analizable, huella que él y su colega armenio han encontrado.
La huella en cuestión está en el background de las microondas cósmicas (CMB por sus siglas en inglés). Se trata de un baño de radiación que llena el entero universo. Se congeló en su presente forma unos trescientos mil años después del Big Bang, y de este modo, porta información sobre como fue el universo anterior. El CMB es casi, pero no totalmente, uniforme, y las irregularidades conocidas se piensa que señalan las semillas de las cuales las galaxias - y en consecuencia estrellas y planetas - crecieron. El Dr. Penrose pronostica sin embargo otra forma de irregularidad, grandes círculos en el cielo donde el CMB es ligeramente más uniforme de lo que debería ser, los cuales, si existieran, serían restos fósiles de agujeros negros de la versión de la realidad del pre-Big bang. Y en un artículo recién publicado en arXiv.org, una base de datos on line, sostiene que efectivamente existen.
Erase una vez.
La versión-Penrose de la cosmología descansa sobre una sutil diferencia de la sabiduría recibida. Es que el universo irrumpió de ningún lugar hace unos 13,7 billones de años en una fluctuación quantum del tipo que constantemente crea partículas virtuales de corta vida en el así llamado espacio vacío. Antes de que esta particular fluctuación pudiera desaparecer de nuevo, sin embargo, sobrevino un proceso llamado inflación, que por un lado se estabilizó, y por otro se hizo 1078 veces mayor de lo que había sido en un período de 10-32 segundos. Desde entonces, se ha expandido a un ritmo más tranquilo y continuará haciéndolo, literalmente por siempre.
El Dr. Penrose, sin embargo, ve la inflación como un “kludge” [traducible como “apaño”, “remiendo”, “chapucilla”]. La razón principal por la que fue ideado (por Alan Guth, un cosmólogo del Massachusetts Institute of Technology, [el célebre MIT de Boston]) es para explicar la extraordinaria uniformidad del universo. Un período de rápida inflación justo al principio, habría impuesto tal uniformidad gracias a reducir toda irregularidad inicial tanto que prácticamente la haría invisible.
Según el “remiendo” [lit. el kludge] avanzaba, la teoría de la inflación triunfaba. Todas sus predicciones que han sido testadas, han sido consideradas verdaderas. Lo que no quiere decir que sean correctas. La explicación del Dr. Penrose sobre la uniformidad es que, no se produce tanto en la fase inicial del universo, sino que es lo que queda de la fase final de la encarnación de la realidad previa.
La versión de los hechos del Dr. Penrose es que el universo no vino a existir con el Big Bang, sino que en su lugar, pasa por un continuo ciclo de “eternidades” [lit. “aeons”=eones]. Cada “eternidad” comienza con el universo en tamaño cero y alta uniformidad. Al principio, el universo deviene menos uniforme según evoluciona y los objetos se forman en él. Una vez que ha pasado suficiente tiempo, sin embargo, todo lo que le rodea terminará siendo absorbido en agujeros negros. Como Stephen Hawkings ha demostrado, los agujeros negros finalmente se evaporan en una explosión de radiación. Ese proceso aumenta la uniformidad, finalmente, hasta el nivel en el que el universo empezó. Hasta aquí, la versión cosmológica del Dr. Penrose más o menos encaja con la versión tradicional. En este punto sin embargo, introduce un “apaño” [“kludge” otra vez] bastante importante de su propia cosecha. Consiste en que cuando el universo deviene viejo y enrarecido, las partículas dentro de él pierden su masa. Tal pensamiento no es tan exótico. El consenso entre físicos es que las partículas empezaron sin masa alguna, y obtienen su masa subsiguientemente de algo conocido como campo de Higgs, cuya investigación fue una de las razones de la construcción del Large Hadron Collider, un gigantesco y poderoso acelerador de partículas situado cerca de Ginebra. La masa, en consecuencia, no es considerada una propiedad invariable de la materia. De modo que el Dr. Penrose se encontró preguntándose un día sobre como podrá ser un universo en el que todas las partículas hubieran perdido su masa a través de algún proceso todavía no definido. Una peculiaridad de las partículas sin masa es que tienen que viajar a la velocidad de la luz. Ello (como Einstein demostró) significa que, desde el punto de vista de las partículas, el tiempo permanece parado y el espacio se contrae hasta la nada. Si todas las partículas en el universo fueran carentes de masa, entonces, el universo tendería a ser infinitamente pequeño. Y un universo infinitamente pequeño es aquél sobre el que se habría producido el Big Bang.
Sentido incomún
Es bien conocido que los fundamentos de la física están llenos de ideas que desafían lo que los humanos gustan de llamar “sentido común”. Incluso así, las ideas del Dr. Penrose son consideradas excéntricas por sus propios colegas. Pero gozan de una virtud que les da credibilidad científica: realizan una predicción. Las colisiones entre agujeros negros producen rizos esféricos al producir el tiempo espacial, en forma de ondas gravitacionales. En el modelo Penrose de la realidad, estos rizos no son abolidos por un nuevo Big Bang. Las imágenes de colisiones de agujeros negros que acontecieron antes del nuevo “bang” pueden, de este modo, quedar marcados como círculos concéntricos en el emergente “background” de microondas.
El investigación sobre tales círculos cósmicos ha sido desarrollada por Vahe Gurzadyan del Instituto Físico Yerevan de Armenia. El Dr. Gurzadyan estudió los datos obtenidos durante siete años por el WMAP, un satélite americano cuyo único propósito era medir el CMB, y también observó los datos de otro observatorio de CMB, el experimento del Globo Boomerang en el Antártico. Su veredicto, obtenido tras haber analizado más de diez mil puntos en los mapas de microondas, es que los círculos concéntricos del Dr. Penrose son reales. Dice haber encontrado docenas de grupos de ellos, uno de ellos el ilustrado en esta revista. (Los anillos visibles en la foto han sido pintados, para mostrar dónde el análisis del ordenador ha encontrado uniformidad circular).
Esto no es, desde luego, sino un simple resultado, y los partidarios de la inflación no están dispuestos a abandonar sin luchar. Amir Hajian, físico de Princeton, por ejemplo, dice estar preocupado por las distorsiones en los datos del WMAP causados por el tiempo desigual utilizado por el satélite para trazar el mapa de unas partes del cielo y otras. Además, está la pequeña cuestión de cómo se produce la pérdida de masa.
El Dr. Guth, entretanto, se queja de que se publican cada año un montón de artículos apuntando las inconsistencias entre los datos del background de microondas y la inflación, y que ninguno de ellos ha superado el test del tiempo. Más aún, incluso si la teoría de los círculos se acepta, puede ser debida a una causa diferente a la propuesta por el Dr. Penrose. No obstante, cuando una teoría extraña hace una predicción extraña y la predicción se cumple, corresponde a la ciencia investigar cuidadosamente. Pues si lo que los doctores Penrose y Gurzadyan piensan es verdad, entonces, mucho de lo que la gente pensaba que sabía sobre el universo será falso.
Luis Antequera
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