Foto: wikimedia
Bienvenidos al mundo del misterio.
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Los autores de un nuevo estudio potencialmente controvertido sugieren que la expansión del universo puede ser una ilusión. Esta reinvención del cosmos resuelve el misterio de la energía oscura y la materia oscura, que los científicos creen que constituyen aproximadamente el 95 % de toda la energía y la materia del universo, pero que siguen siendo un misterio.
El nuevo enfoque novedoso se detalla en un artículo publicado en la revista Classical and Quantum Gravity por el profesor de física teórica de la Universidad de Ginebra, Lucas Lombreiser.
Según la teoría generalmente aceptada, el Universo nació con el Big Bang y parecía un punto muy caliente y denso. Después de fracciones inimaginablemente pequeñas de una fracción de segundo, comenzó la expansión (o inflación) del Universo. El espacio mismo se expandió más rápido que la velocidad de la luz. Durante este período, el universo ha crecido en tamaño al menos 90 veces.
Después de la inflación, el crecimiento del universo continuó, pero a un ritmo más lento, según la NASA. A medida que el espacio se expandía, se enfriaba y se formaba la materia. Un segundo después del Big Bang, se llenó de neutrones, protones, electrones, antielectrones, fotones y neutrinos.
Unos 380.000 años después del Big Bang, la materia se enfrió lo suficiente como para formar átomos en una era de recombinación, lo que resultó en un gas transparente y eléctricamente neutro. Sin embargo, después de ese momento, el universo se sumió en la oscuridad, ya que aún no se habían formado estrellas ni ningún otro objeto brillante.
Unos 400 millones de años después, el universo comenzó a emerger de la edad oscura cósmica a la era de la reionización. Durante este tiempo de más de quinientos millones de años, se colapsaron suficientes acumulaciones de gas para formar las primeras estrellas y galaxias, cuya enérgica luz ultravioleta ionizó y destruyó la mayor parte del hidrógeno neutro.
Aunque la expansión del universo se ralentizó gradualmente a medida que la materia se atraía entre sí bajo la influencia de la gravedad, unos 5 o 6 mil millones de años después del Big Bang, según la NASA, una fuerza misteriosa (energía oscura) comenzó a acelerar la expansión de el universo. Se cree que este proceso continúa en la actualidad.
Los científicos saben que el universo se está expandiendo debido al desplazamiento hacia el rojo, el estiramiento de la longitud de onda de la luz hacia el extremo más rojo del espectro a medida que el objeto que la emite se aleja de nosotros. Las galaxias distantes tienen un corrimiento al rojo mayor que las más cercanas a la Tierra. Esto sugiere que estas galaxias se están alejando cada vez más de nosotros.
Más recientemente, los científicos han encontrado evidencia de que la expansión del universo no es fija, sino que en realidad se está acelerando. Hay un término para este fenómeno conocido como constante cosmológica o lambda.
La constante cosmológica ha sido un dolor de cabeza para los cosmólogos porque las predicciones de la física de partículas sobre su valor difieren de las observaciones reales en 120 órdenes de magnitud. Por lo tanto, la constante cosmológica se llama “la peor predicción en la historia de la física”.
Los cosmólogos a menudo intentan resolver la discrepancia entre diferentes valores lambda proponiendo nuevas partículas o fuerzas físicas. Pero los autores del nuevo estudio resolvieron este problema al repensar las versiones existentes.
En la interpretación matemática de Lombriser, el Universo no se expande, sino que es plano y estático, como creía una vez Einstein. Los efectos observados que indican expansión pueden explicarse por la evolución de las masas de partículas como protones y electrones a lo largo del tiempo.
En esta interpretación, las partículas surgen de un campo que impregna el espacio-tiempo. La constante cosmológica está determinada por la masa del campo. Dado que este campo fluctúa, las masas de las partículas generadas por él se comportan de la misma manera. La constante cosmológica todavía cambia con el tiempo, pero en este modelo, este proceso se debe al cambio en la masa de las partículas a lo largo del tiempo, y no a la expansión del universo.
Las fluctuaciones de campo conducen a desplazamientos hacia el rojo más grandes en cúmulos de galaxias distantes de lo que predicen los modelos cosmológicos tradicionales. Por lo tanto, la constante cosmológica se mantiene fiel a las predicciones del modelo.
La nueva estructura de Lombriser también resuelve algunos otros problemas apremiantes en cosmología, incluida la naturaleza de la materia oscura . Este material invisible supera en número a las partículas ordinarias de materia en una proporción de 5 a 1, pero sigue siendo incomprensible porque no interactúa con la luz.
El físico sugirió que las fluctuaciones de campo también podrían comportarse como un campo de axiones. Al mismo tiempo, los axiones son partículas hipotéticas que se consideran una de las candidatas propuestas para el papel de materia oscura.
Estas fluctuaciones también podrían «eliminar» la energía oscura, una fuerza hipotética que está estirando la estructura del espacio y, por lo tanto, separando las galaxias cada vez más rápido. En el nuevo modelo, el efecto de la energía oscura será explicado por las masas de partículas, que en épocas posteriores del Universo eligieron un camino evolutivo diferente.