Nuevas evidencias a favor del modelo cosmológico de Penrose

¿Señales de un universo anterior al nuestro?

Se detectan puntos anómalos en los datos del satélite Planck de la Agencia Espacial Europea que podrían provenir de la evaporación de agujeros negros de un universo anterior al nuestro

El lector en algún momento probablemente habrá visto alguna de las imagenes que describen la radiación cósmica de fondo. Los diferentes colores indican diferentes temperaturas de la radiación. De esas diferencias más tarde se ha creado la estructura existente en el cosmos: los cúmulos de galaxias, las estrellas etc. Hace falta un poco de imaginación para creerselo, pero pertenece ya a la teoría estándar.

Recientemente el físico matemático Roger Penrose de la Universidad de Oxford junto con Daniel An y Krzysztof Meissner han publicado un artículo en el que se describe el hallazgo de puntos anómalos de la radiación cósmica y sugieren que esos puntos provienen de la evaporación de agujeros negros en el universo anterior al nuestro. Hace falta todavía un poco más de imaginación para creeselo.

Los autores consideran que esos puntos son evidencia a favor del modelo de Penrose que propone que nuestro universo es uno más dentro de una sucesión infinita de universos que nacen y mueren.

Los puntos anómalos corresponden a una temperatura inusualmente alta de la radiación de fondo. Han considerado 1000 simulaciones diferentes de los datos y en ninguna de esas simulaciones obtuvieron esos puntos calientes existentes en los datos reales. O sea que la probabilidad de que esos puntos sean una casualidad, un artefacto estadístico, está por lo tanto por debajo de 1 posibilidad entre 1000.

La radiación cósmica de fondo es la señal más antigua de la que disponemos y data de cuando nuestro universo tenía 370 000 años. Teniendo en cuenta que la edad del universo es de unos 14 000 millones de años esta radiación es realmente antiquísima. Es también la mayor fuente para entender el origen y la evolución del cosmos. Antes de entrar en los puntos calientes recordemos las propiedades más sobresalientes de la radiación. Los diferentes colores en la imagen corresponden a diferencias en las tempereraturas de 0.00001 grados Celsius, o sea que las diferencias ¡son pequeñísimas!“Nuestro universo podría ser uno más dentro de una sucesión infinita de universos que nacen y mueren.”

Dicho de otra manera, el cosmos se nos presenta extraordinariamente homogéneo y prácticamente idéntico en todas las direcciones. Este hecho ha sido y sigue siendo un verdadero quebradero de cabeza para los cosmólogos. ¿Porqué?

Por decirlo de alguna manera, el universo se nos presenta mucho más homogéneo de lo que debería ser partiendo de la teoría del Big Bang que está comprobada por múltiples observaciones. Si partimos del modelo de la gran explosión, pequeñas diferencias iniciales en la sopa originaria serían amplificadas y las diferencias de temperatura deberían ser mucho más gordas que las observadas 370 000 años después.

¿Cuál es la explicación de esa extraordinaria homogeneidad? La explicación estándar es la llamada teoría de la inflación. Se supone que hubo un ‘campo escalar’ – una especie de fuerza para no entrar en cuestiones técnicas – en los origenes del universo que produjo una expansión exponencial extraordinaria. Como consequencia de esa expansión acelerada o época inflacionaria las diferencias iniciales de la sopa originaria no habrían tenido tiempo para desarrollarse más.

Hasta aquí el modelo estándar aceptado dominantemente. Sin embargo quedan dudas diversas. En primer lugar sobre la naturaleza de ese campo responsable de la inflación. Uno de los candidatos es el llamado bosón de Higgs, la partícula elemental que fue encontrada en 2012 en el CERN. No hay consenso sobre la naturaleza del campo más allá de que tiene que producir el efecto de que 370 000 años más tarde del Big Bang se crea una radiación tal como observamos,

Otro de los problemas es que se utiliza el mecanismo de la inflación para explicar diferentes fenómenos como la homogeneidad del universo, pero luego hay que explicar porqué la inflación en un momento determinado desaparece, es decir porqué cesa. Resuelve algunos problemas y crea otros. Por esta razón hay científicos como Penrose que buscan ideas alternativas.“La época de la inflación y la expansión acelerada actual podrían ser el mismo proceso.”

Nos hemos ido lejos de los puntos calientes descubiertos por Penrose y colaboradores, pero en breve el lector comprenderá la conexión. Acabamos de desarrollar que es necesario un periodo de inflación en los origenes del universo para explicar las diferencias nimias en la radiación cósmica de fondo. Esa inflación aparece y luego desaparece.

Ahora hagamos un salto a la actualidad. Desde los años veinte del siglo XX sabemos que el universo se está expandiendo. En 1998 fue detectado que nuestro universo ahora mismo no sólo se está expandiendo, sino que la expansión se da de forma acelerada. La responsable de esa aceleración es la llamada energía oscura. El mecanismo más sencillo para explicar la expansión acelerada y la energía oscura es la llamada constante cosmológica. Esta constante también pertenece a la teoría estándar.

Aquí viene la idea extraordinaria que fue propuesta por dos físicos teóricos, Gasperin y Veneziano y que luego fue desarrollada más tarde por Penrose: la época de la llamada inflación en realidad no fue después del Big Bang, sino ¡antes! Esa época sería la fase final del universo anterior, como la fase que actualmente estamos viviendo y con la misma constante cosmológica.

Lo atractivo de la idea es que dos procesos aparentemente muy diferentes y en momentos distintos como son la época de la inflación por un lado y la expansión acelerada actual por el otro serían en realidad el mismo proceso, es decir la fase final de un universo.

Todo muy bonito, pero y ¿qué observaciones apoyan esta hipótesis bastante radical? Desde que Penrose estableció su modelo teórico ha estado haciendo sugerencias. El artículo publicado es otra muestra de ello. No son pruebas concluyentes, pero como mínimo está haciendo pensar a la comunidad científica y encontrando fenómenos interesantes.

Dentro del modelo cosmológico de Penrose uno de los pocos objetos que sobreviven después de mucho tiempo son los agujeros negros. Sin embargo tampoco los agujeros negros existen para siempre. Esa conclusión se la debemos a Hawking que encontró que los agujeros negros se evaporan aunque muy lentamente. En ese proceso de evaporación irradian lo que hoy en día se conoce como radiación de Hawking.

Aunque esa radiación es relativamente débil, su efecto acumulativo a lo largo de todo el proceso en el universo anterior sería el responsable de esos puntos calientes ahora detectados en la radiación de fondo por Penrose y colaboradoresResultado de imagen de modelo cosmológico de Penrose

La comunidad de los cosmólogos es muy escéptica con la propuesta de Penrose en general. Si ya costó décadas en convencerse de la teoría del Big Bang, ahora convencerse de que hay que ir más allá no va a ser sencillo. Una serie de puntos anómalos no va a ser suficiente para convencernos de la existencia de una sucesión infinita de universos que nacen y desaparecen. En cualquier caso los partidarios de la teoría de la inflación tendrán también que dar respuesta al origen de los puntos anómalos. Y los partidarios de la teoría de Penrose tendrán que desarrollar más la teoría y encontrar más indicios.

La búsqueda de la teoría que nos explique qué ocurrió antes del Big Bang no acaba más que empezar.

2 comentarios sobre “¿Señales de un universo anterior al nuestro?”

  • Nungesser,como de costumbre,magistral,poniendo la ciencia al servicio de “analfabetos” como yo,explicando sencillamente lo más complicado y actual.O sea un Universo infinito.En el próximo universo me reencarnaré en Napoleón.Pero de todas formas,a mí siempre me ha chocado ésta noticia,que puso Andrea en “es la conomía,estúpido”,de la sección “teoria” https://www.youtube.com/watch?v=pUKIt8wnX-0 .Y es que la ciencia no explica las grandes preguntas de la humanidad:¿de dónde venimos?¿a dónde vamos?…..sin interés de caer en fiosofías “idealistass”,de que Dios ha creado el mundo inmutable y no puede cambiar,como se decía,por parte de teólogos como Santo Tomás,para defender a la nobleza feudal y a los Reyes,puestos por Dios e inmutables

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