Una nueva teoría atribuye el origen de nuestro universo a un agujero negro de 4 dimensiones


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Podría ser el momento de decir adiós al Big Bang. Los cosmólogos especulan que el Universo podría haberse formado a partir de los escombros expulsados cuando una estrella de cuatro dimensiones colapsó en un agujero negro -un escenario que podría ayudar a explicar por qué el universo parece ser tan uniforme en todas las direcciones.

El modelo estándar del Big Bang nos dice que el universo explotó en un punto infinitamente denso, o singularidad. Pero nadie sabe lo que habría provocado esta explosión: las leyes conocidas de la física no pueden decirnos lo que pasó en ese momento.

“Para todos los físicos, los dragones podrían haber llegado  de esa singularidad”, dice Niayesh Afshordi, astrofísico en el Instituto Perimeter de Física Teórica en Waterloo, Canadá.

También es difícil explicar cómo un Big Bang violento habría dejado un universo que tiene una temperatura casi uniforme, ya que no parece haber pasado bastante tiempo desde el nacimiento del cosmos para haber alcanzado el equilibrio térmico.

Para la mayoría de los cosmólogos, la explicación más plausible de esta uniformidad es que, poco después del comienzo de los tiempos, alguna forma desconocida de energía hizo que el joven Universo se inflacionara a un ritmo que era más rápido que la velocidad de la luz. De esta manera, un pequeño parche con la temperatura más o menos uniforme se habría extendido en el vasto cosmos que vemos hoy. Pero Afshordi señala que “Si el Big Bang fue tan caótico, no está claro que no habría habido incluso una pequeña mancha homogénea de inflación para empezar a trabajar”.

En un artículo publicado la semana pasada en  arXiv , Afshordi y sus colegas recurren a una propuesta realizada en 2000 por un equipo que incluye a Gia Dvali, ahora en la Universidad y Ludwig Maximilians en Munich, Alemania. En ese modelo, nuestro Universo tridimensional (3D) es una membrana, o membrana, que flota a través de un ‘universo mayor’ que tiene cuatro dimensiones espaciales.

El equipo de Ashfordi dio cuenta de que si un universo mayor contenía sus propias estrellas de cuatro dimensiones (4D), algunos de ellos podrían colapsar, formando agujeros negros 4D, de la misma manera que las estrellas masivas en nuestro Universo; explotando como supernovas, una violenta expulsión de su capas exteriores, mientras que sus capas internas colapsan en un agujero negro.

En nuestro universo, un agujero negro está limitado por una superficie esférica llamada horizonte de sucesos. Mientras que en un espacio tridimensional ordinario se necesita un objeto de dos dimensiones (una superficie) para crear un límite dentro de un agujero negro, en un universo mayor del horizonte de sucesos de un agujero negro en 4D este sería un objeto 3D -una forma llamada hiperesfera . Cuando el equipo de Afshordi modeló la muerte de una estrella 4D, se encontró con que el material eyectado formaría una brana 3D que rodea ese horizonte de eventos 3D y se amplía poco a poco.

Los autores postulan que el Universo en 3D en el que vivimos puede ser justo como una brana y que detectan el crecimiento de la membrana como la expansión cósmica. “Los astrónomos midieron que la expansión del Universo debía haber comenzado con un Big Bang; pero eso es sólo un espejismo”, dice Afshordi.

El modelo también explica, naturalmente, la uniformidad de nuestro Universo. Debido a que el universo mayor en 4D podría haber existido por un tiempo infinitamente largo en el pasado, no habría sido una gran oportunidad para las diferentes partes de la mayor parte de las 4D, para llegar a un equilibrio, que nuestro Universo 3D habría heredado.

La idea tiene algunos problemas, sin embargo. A principios de este año, el observatorio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea dio a conocer datos que mapeaban las ligeras fluctuaciones de temperatura del fondo cósmico de microondas -la radiación reliquia que lleva huellas de los primeros momentos del Universo. Los patrones observados coinciden con las predicciones hechas por el modelo estándar del Big Bang y de la inflación, pero el modelo de agujero negro se desvía de las observaciones de Planck en un 4%. Con la esperanza de resolver la discrepancia, Afshordi dice que su ahora está refinando su modelo.

A pesar de la falta de coincidencia, Dvali alaba la ingeniosa manera con que el equipo echó fuera el modelo del Big Bang. “La singularidad es el problema más importante en la cosmología y se ha reescrito la historia para que nunca lo encontraramos“, dice. Considerando que los resultados de Planck demuestran que la inflación es correcta, dejan abierta la cuestión de cómo se produjo la inflación, añade Dvali. El estudio podría ayudar a mostrar cómo la inflación fue provocada por el movimiento del Universo a través de una realidad de dimensiones superiores, asegura.

Autor: Zeeya Merali

Enlace original Did a hyper-black hole spawn the Universe?

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