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¿El Universo es una burbuja?

Investigadores del Instituto de Física Teórica Perimeter, de Canadá, trabaja para llevar la hipótesis del multiverso (que señala que hay múltiples universos, y no solo el nuestro) al campo de la ciencia empírica. Para ello, los científicos se están ayudando de una simulación informática sobre universos burbuja, que les indica dónde y cómo buscar evidencias.

“No importa el Big Bang; en el principio era el vacío. El vacío a fuego lento con la energía (diversamente llamada energía oscura, la energía del vacío, el campo de la inflación, o el campo de Higgs). Como el agua en una olla, esta alta energía comenzó a evaporarse formando burbujas”, refieren los investigadores.

En su hipótesis señalan que cada burbuja contenía otro vacío, cuya energía era menor, pero todavía no es nada. Esta energía llevó las burbujas a la expansión. Inevitablemente, algunas burbujas chocaron entre sí. Es posible que se produjesen burbujas secundarias. Tal vez las burbujas eran raras y distantes entre sí; tal vez estaban acumuladas cerca como la espuma. Pero aquí está la cuestión: ¿Cada una de estas burbujas era un universo? ¿Nuestro universo es una burbuja en un mar espumoso de universos burbuja?

Esta posibilidad tiene una base física y surge de lo que pensamos que sabemos acerca de la inflación cósmica. La inflación cósmica no es universalmente aceptada, los modelos más cíclicos del universo rechazan la idea. Sin embargo, la inflación es una de las principales teorías de desarrollo muy temprano del universo, y hay una cierta evidencia observacional para apoyarla.

La inflación sostiene que en el instante después del Big Bang, el universo se expandió rápidamente que un área del espacio que una vez ocupó nanómetros terminó con más de 250 millones de años luz de diámetro en apenas una billonésima de billonésima de billonésima de segundo. Es una idea increíble, pero eso explicaría algunas observaciones astrofísicas desconcertantes.

Se cree que la inflación ha sido impulsada por un campo de inflación, que es la energía del vacío con otro nombre. Una vez que se postula que existe el campo de inflación, es difícil evitar un “en el principio era el vacío”. Aquí es donde la teoría de la inflación se convierte en polémica cuando empieza a postular múltiples universos.

Los defensores de la teoría del multiverso argumentan que es el siguiente paso lógico en la historia de la inflación. Los detractores argumentan que no es física, sino metafísica, que no es ciencia porque no se puede probar.

Ahí es donde el integrante del Permiter Institute de Física Teórica Matthew Johnson está trabajando con su compañero Luis Lehner y un pequeño equipo para incorporar la hipótesis del multiverso firmemente al reino de la ciencia comprobable.

En concreto, Johnson ha estado considerando los casos raros en los cuales nuestro universo burbuja podría colisionar con otro universo burbuja. Él establece los pasos: “Simulamos el universo entero. Empezamos con un multiverso que tiene dos burbujas, chocamos las burbujas para averiguar lo que sucede, y luego se emplaza un observador virtual en varios lugares y se plantea lo que el observador vería desde allí “.

“Estamos simulando las cosas sólo en las escalas más grandes”, dice. “Todo lo que necesito es la gravedad y las cosas que hace que estas burbujas crezcan. Ahora estamos en el punto en que si tengo un modelo favorito del multiverso, puedo volcarlo en una computadora y saldrá lo que debo ver.”

Eso es un pequeño paso para un programa de simulación por computadora, pero un gran salto para el campo de la cosmología del multiverso. Mediante la producción de predicciones comprobables, el modelo multiverso ha cruzado la línea entre la historia atractiva y la ciencia real. De hecho, dice Johnson, el programa ha alcanzado el punto en que puede descartar ciertos modelos del multiverso: “Ahora podemos decir que algunos modelos predicen algo que deberíamos ser capaces de ver, y también qué podemos descartar con esos modelos”.

El equipo está trabajando para averiguar qué tipos de pruebas de colisión de burbujas podrían descartarse. Es la primera vez, explica el equipo en su artículo, que se ha producido una serie cuantitativa directa de las predicciones para las firmas observables de colisiones de burbujas.

Referencia: Instituto Perimeter de Física Teórica.

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