Tendencias21

Un nuevo modelo matemático señala que el universo ni nació ni morirá

La Teoría General de la Relatividad señala que el universo surgió hace 13.800 millones de años, tras una gran explosión conocida como ‘Big Bang’. Un nuevo modelo matemático desafía esta idea, pues sugiere que el universo nunca habría nacido. Y que, además, nunca morirá. El modelo es teórico, pero, según sus autores, algunas de sus predicciones coinciden con las observaciones actuales sobre la constante cosmológica y la densidad del universo. También respaldaría la existencia de unas partículas gravitatorias hasta ahora no probadas: los gravitones. Por Yaiza Martínez.

Un nuevo modelo matemático señala que el universo ni nació ni morirá

La edad del universo está estimada, a partir de la Teoría General de la Relatividad, en 13.800 millones de años.

En aquel momento, toda la materia del cosmos habría estado concentrada en un solo punto infinitamente denso (también conocido como singularidad). Pero luego, habría “explotado”, y habría empezado a expandirse. Esa explosión es lo que se ha denominado Big Bang.

Así explican las matemáticas de la teoría de la relatividad el origen del cosmos. Pero un nuevo modelo desafía esta explicación. Desarrollado por los físicos Ahmed Farag Ali y Saurya Das, de la Universidad de Banha (Egipto) y de la Universidad de Alberta (Canadá) respectivamente, el modelo señala que el universo habría existido desde siempre, publica la revista Physorg.

El problema de la singularidad del Big Bang

En general, una singularidad es una zona del espacio-tiempo donde no se puede definir alguna magnitud física relacionada con los campos gravitatorios, tales como la curvatura. En el marco de la Relatividad General, aparecen numerosos ejemplos de singularidades, como la descripción del origen del universo que ya hemos mencionado.

Algunos científicos, sin embargo, han dicho que esta descripción es “problemática” porque solo explica matemáticamente lo que pasó después del Big Bang y no lo que sucedió antes o durante la singularidad.  Ali y Das trataban de resolver esas deficiencias con su nuevo modelo matemático.

Recuperando a David Bohm

Para su desarrollo, se basaron en ideas de un físico teórico llamado David Bohm, muy conocido, entre otras cosas, por desarrollar en los años cincuenta del siglo XX una versión de la mecánica cuántica en la que se predice un “orden implicado” en el universo. Ese orden implicado, multidimensional, permitiría explicar la contigencia, más o menos azarosa.

La interpretación de Bohm es un ejemplo de teoría de variables ocultas, en la que se admite que existen variables ocultas que podrían proveer una descripción objetiva determinística que elimine muchas de las paradojas de la mecánica cuántica.

Asimismo, Bohm exploró la sustitución de las líneas geodésicas clásicas (definidas por la Teoría General de la Relatividad como líneas de mínima longitud que unen dos puntos en una superficie dada) por trayectorias cuánticas.

Se considera que las líneas geodésicas se cruzan unas con otras en algún punto, y que en los puntos en que convergen se forman singularidades (como la que posibilitó, según la relatividad, el Big Bang).  Las trayectorias cuánticas bohmianas, por el contrario, jamás se cruzan, así que no hacen emerger singularidades en las ecuaciones.

Como Bohm, en su trabajo, Ali y Das sustituyeron las líneas geodésicas por trayectorias cuánticas bohmianas. En este caso, lo hicieron en una ecuación ya existente, creada también en los cincuenta por otro físico, Amal Kumar Raychaudhuri. El modelo matemático resultante combina, por tanto, elementos de la Teoría General de la Relatividad con elementos de la teoría cuántica.

Ni principio ni fin

Al ‘corregir’ la ecuación de Raychudhuri incorporándole las trayectorias cuánticas, el modelo matemático de Ali y Das señala lo siguiente. En primer lugar, como carece de singularidades, no predice el Big Bang, es decir, que según este nuevo modelo no habría existido “un inicio del cosmos” y este sería temporalmente infinito.

Por otra parte, el nuevo modelo tampoco predice un «big crunch» o “Gran Colapso”, para el cual se precisaría una singularidad igualmente: la teoría cosmológica del ‘big crunch’ señala que el destino último del universo se producirá cuando su expansión se frene y sus elementos vuelvan a reunirse y comprimirse en una singularidad espacio-temporal.

Por último, según los científicos, las predicciones del nuevo modelo coinciden en gran parte con observaciones actuales de la constante cosmológica y de la densidad del universo.

Respaldo a la existencia de una nueva partícula

En términos físicos, el modelo describe asimismo al universo como “lleno de un fluido cuántico”. Ali y Das proponen que este fluido estaría compuesto por gravitones, que son unas partículas hipotéticas, que se supone son las encargadas de transmitir la interacción gravitatoria.

Para la física teórica estas partículas resultan fundamentales porque podrían jugar un papel clave en la teoría de la gravedad cuántica. Se espera que esta teoría se convierta en la base matemática para describir el comportamiento de todas las fuerzas de la Naturaleza (o todas las interacciones fundamentales entre las partículas elementales en términos de un solo campo).

Referencia bibliográfica:
Ahmed Farag Ali and Saurya Das. «Cosmology from quantum potential.» Physics Letters B. Volume 741, 4 February 2015

Read more at: http://phys.org/news/2015-02-big-quantum-equation-universe.html#jCp

Ahmed Farag Ali and Saurya Das. Cosmology from quantum potential. Physics Letters B. (2015). DOI: 10.1016/j.physletb.2014.12.057.  
 
Ahmed Farag Ali and Saurya Das. «Cosmology from quantum potential.» Physics Letters B. Volume 741, 4 February 2015

Read more at: http://phys.org/news/2015-02-big-quantum-equation-universe.html#jCp

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El arte existió antes del surgimiento de los humanos modernos 6 febrero, 2024
    Nuevas investigaciones sugieren que nuestros parientes humanos arcaicos, como los neandertales, ya contaban con las capacidades cognitivas para desarrollar arte: el hallazgo de ejemplos cada vez más antiguos de expresión artística en el registro arqueológico confirmaría esta hipótesis. Sin embargo, aún se discute si estas manifestaciones creativas pueden catalogarse como arte.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una nueva supertierra que podría ser un mundo habitable 6 febrero, 2024
    Un planeta extrasolar del tipo supertierra, denominado TOI-715 b y aproximadamente una vez y media más ancho que la Tierra, podría ser capaz de albergar vida: orbita dentro de la zona habitable de una enana roja, a escasa distancia de nuestro planeta. Además, podría estar acompañado de otro cuerpo planetario, con un tamaño casi idéntico al […]
    Pablo Javier Piacente
  • Imprimen en 3D el primer tejido cerebral humano funcional 6 febrero, 2024
    Científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison han impreso en 3D tejido cerebral que crece y funciona como el tejido cerebral humano. Las neuronas impresas se comunican entre ellas como si estuvieran en un tejido biológico. Este desarrollo perfecciona la técnica de los organoides cerebrales.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La brecha ecológica de género lastra la solución de la crisis planetaria 6 febrero, 2024
    Las mujeres son las más afectadas por el cambio climático y las que más tienen que aportar a la solución de la crisis planetaria. Aunque siguen excluidas mayoritariamente de los ámbitos de decisión medioambientales y de la ciencia del clima, no callan y actúan. Esta es su historia.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas.
  • Crean una máquina del tiempo evolutiva con los genomas de 51 especies de vertebrados 5 febrero, 2024
    Los investigadores acaban de mapear los genomas de 51 especies animales, incluyendo gatos, delfines, canguros, pingüinos, tiburones y tortugas: el descubrimiento tendría enormes implicaciones para comprender la salud y la evolución humanas, además de crear una "máquina del tiempo evolutiva".
    Pablo Javier Piacente
  • Nanopartículas en rocas antiguas esconden los secretos de la vida 5 febrero, 2024
    Los científicos han descubierto que nanopartículas presentes en algunas de las rocas más antiguas del mundo ocultan pistas sobre los orígenes de la vida: los hallazgos podrían explicar por qué el fósforo se convirtió en un componente importante de la vida y cómo las moléculas se unieron por primera vez para formar ARN primitivo, en […]
    Pablo Javier Piacente