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La formación estelar que forma parte del brazo espiral de Perseo en la Vía Láctea.
(NASA/JPL-Caltech/UCLA)
La nueva teoría sugiere que hay otro universo asociado al nuestro que puede explicar la expansión acelerada del cosmos sin necesidad de la escurridiza energía oscura
La expansión del universo y su supuesta aceleración siguen siendo uno de los misterios más estudiados por los astrofísicos. Una de las teorías más aceptadas actualmente la vincula al efecto de la energía oscura, pero ni se ha logrado probar su existencia ni parece que todos los científicos piensen que es necesaria para que se produzca la expansión. Ahora, un nuevo estudio le da más munición a este último grupo y sugiere que nuestro universo es en realidad doble. La interacción entre el universo y el antiuniverso sería suficiente para que la expansión se produzca de manera natural y sin intervención de la energía oscura.
‘Tensión’ entre los científicos
El astrofísico estadounidense Edwin Hubble descubrió que el universo está en constante movimiento y que las galaxias se alejan continuamente entre sí. A pesar de que este descubrimiento revolucionario se realizó hace casi un siglo, la velocidad de esta expansión —llamada Constante de Hubble en honor al investigador americano— sigue siendo uno de los grandes misterios de la ciencia. Tampoco ayuda que las mediciones hechas hasta ahora hayan arrojado resultados diferentes dependiendo del modelo usado para calcularlas, una discrepancia que se conoce como Tensión de Hubble.
Uno de los modelos más usados se llama escalera de distancias cósmicas y basa sus cálculos en la observación de objetos cercanos a la Tierra para determinar su velocidad de alejamiento. Según esta teoría, el universo se expande a 73 km/s/Mpc. El modelo principal, llamado ΛCDM (materia oscura fría lambda), utiliza observaciones del fondo cósmico de microondas, los restos del petardazo del Big Bang, para determinar que la velocidad de expansión es de 67 km/s/Mpc. Este modelo sugiere que el universo está compuesto por un 70% de energía oscura, un 25% de materia oscura y un 5% de materia ordinaria.
El ΛCDM propone que la energía oscura es la sustancia que provoca esta expansión acelerada de nuestro universo y los resultados obtenidos hasta ahora han sido coherentes con los datos recogidos en las últimas dos décadas. Sin embargo, la falta de evidencia sobre la energía y materia oscuras sigue generando dudas entre muchos astrofísicos.
Para los que no creen en la existencia de la energía ni la materia oscuras, hay otras teorías que no cuentan con ninguna de estas sustancias y que pueden explicar también la expansión del universo. La última viene del investigador Naman Kumar, del Instituto Indio de Tecnología de Gandhinagar (India) que viene detallada en un reciente artículo publicado en la revista Gravitation and Cosmology, que ha sido revisado por pares.
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Kumar sugiere que nuestro universo tiene un compañero asociado que nació también en el Big Bang y cuyo flujo temporal está opuestamente relacionado con nuestro universo. “Hay argumentos de peso que apoyan este concepto”, asegura. “Desde la perspectiva de la teoría cuántica es natural que el universo se cree por parejas”.
Universo y antiuniverso
La idea del universo paralelo no es nueva. A día de hoy, los físicos afirman con cierta seguridad que diez milésimas de segundo después del Big Bang los primeros átomos se formaron a partir de protones y neutrones que luego acabaron fusionados en elementos más pesados dentro de las estrellas. Pero justo antes de que sucediera eso no se sabe qué pasó, una frontera de conocimiento que los científicos llaman el horizonte causal.
Como sugiere el filósofo Alastair Wilson en este artículo de The Conversation, aquí ya entramos en el terreno de la física especulativa y en la época de la gran unificación. Las teorías más plausibles dicen que justo antes de que se formaran los átomos, las partículas elementales, como los quarks con los que se construyeron neutrones y protones, se encontraban flotando en una sopa extremadamente caliente.
“Había materia y antimateria en cantidades aproximadamente iguales. Cada tipo de partícula de materia, como el quark, tiene una compañera antimateria con imágen especular, que es casi idéntica a ella misma, diferenciándose sólo en un aspecto”, escribe Wilson. “Sin embargo, la materia y la antimateria se aniquilan en un destello de energía cuando se encuentran, lo que significa que estas partículas se crean y destruyen constantemente”.
Antes de eso, una diezmillonésima de trillonésima de trillonésima de segundo después del ‘Big Bang’, estaba la época de Planck. En ese momento las condiciones del universo eran tan extremas que nuestra comprensión actual de la física no es suficiente como para explicar qué sucedió.
Un antiuniverso que va atrás en el tiempo
Otros investigadores ya han propuesto anteriormente la idea de que el universo tiene un gemelo simétrico en el que el tiempo funcionaría al revés. Pero el nuevo estudio utiliza esta teoría para intentar aclarar el misterio de la expansión y su aceleración.
El artículo emplea conceptos clave tanto de la teoría cuántica como de la relatividad general de Einstein. De la teoría cuántica extrae el concepto de entropía relativa, que mide la diferencia entre dos estados, en este caso, el universo y su antiuniverso. La idea es que la expansión acelerada del universo parece inevitable si consideramos que el universo y el antiuniverso se crearon como una pareja.
El estudio también se apoya en la relatividad general y la condición de energía nula, que afirma que la energía debe ser siempre positiva. Una condición que, según el investigador, es válida tanto para el universo como para su antiuniverso.
“Los resultados indican que la expansión acelerada es natural para un universo creado en pares”, explica Kumar. “Además, el estudio de los horizontes causales puede ampliar nuestra comprensión del universo. La belleza de esta idea reside en su sencillez y naturalidad, que la distinguen de las explicaciones existentes”.
