El universo puede haber existido por siempre, según un nuevo modelo que se aplica a términos de corrección cuántica para complementar la teoría de la relatividad general de Einstein. También puede explicar el modelo de materia oscura y energía oscura y resolver los múltiples problemas a la vez.
Fuente: Internet
La edad aceptada del universo, según lo estimado por la relatividad general, es de 13,8 billones de años. Al principio, todo en existencia se cree que ha ocupado un punto infinitamente denso o singularidad. Sólo después de este punto comenzó a expandirse en un "Big Bang" y el universo oficialmente comenzó.
Aunque la singularidad del Big Bang se presenta directamente e inevitablemente de las matemáticas de la relatividad general, algunos científicos lo ven como problemático porque las matemáticas pueden explicar sólo lo que sucedió inmediatamente después — no en o antes del — la singularidad.
"La singularidad del Big Bang es el más grave problema de la relatividad general debido a las leyes de la física que parecen romperse allí", dijo Ahmed Ali Farag en la Universidad de Benha, y la ciudad Zewail de ciencia y tecnología, ambas en Egipto.
Ali y el coautor Saurya Das de la Universidad de Lethbridge, Alberta, Canadá, han demostrado en un artículo publicado en Physics Letters B que su nuevo modelo en el que el universe no tiene ningún principio y ningún extremo puede resolver la singularidad del Big Bang.
Viejas ideas revisitadas
Los físicos enfatizan que sus términos de corrección cuántica no se aplican ad hoc en un intento de eliminar específicamente la singularidad del Big Bang. Su trabajo se basa en ideas por el físico teórico David Bohm, quien también es conocido por sus contribuciones a la filosofía de la física. A partir de la década de 1950, Bohm había explorado reemplazando la geodesia clásica (la ruta más corta entre dos puntos de una superficie curva) con trayectorias de quantum.
En su papel, Ali y Das aplicaron estas trayectorias Bohmiana a una ecuación desarrollada en la década de 1950 por el físico Amal Kumar Raychaudhuri en la Universidad de la Presidencia en Calcuta, India. Raychaudhuri fue también profesor de Das cuando él era un estudiante de pregrado de la institución en los años 90.
Utilizando la ecuación de Raychaudhuri quantum-corregida, Ali y Das derivaron ecuaciones de Friedmann quantum-corregida, que describen la expansión y evolución del universo (incluyendo el Big Bang) en el contexto de la relatividad general. Aunque no es una verdadera teoría de la gravedad cuántica, el modelo contiene elementos de la teoría cuántica y la relatividad general. Ali y Das también esperan preservar sus resultados incluso si y cuando sea formulada una teoría completa de la gravedad cuántica.
No hay singularidades ni cosas oscuras
Además no predice una singularidad del Big Bang, el nuevo modelo no predice una singularidad "crujido grande", tampoco. En general la relatividad, un destino posible del universo es que comienza a disminuir hasta que se derrumba en sí mismo en una gran crisis y se convierte en un punto infinitamente denso una vez más.
Ali y Das explican en su documento que su modelo evita singularidades debido a una diferencia fundamental entre la Geodesia clásica y las trayectorias Bohmiana. La Geodesia clásica eventualmente se entrecruzan, y los puntos en que convergen son singularidades. En cambio, las trayectorias Bohmiana nunca se cruzan, por lo que no aparecen singularidades en las ecuaciones.
En términos cosmológicos, los científicos explican que las correcciones del quántum pueden ser consideradas como una constante cosmológica (sin necesidad de energía oscura) y un término de radiación. Estos términos mantienen el universo en un tamaño finito y por lo tanto da una edad infinita. Los términos también hacen predicciones que coinciden estrechamente con las observaciones actuales de la constante cosmológica y la densidad del universo.
Nueva partícula de gravedad
En términos físicos, el modelo describe el universo como estando lleno de un líquido cuántico. Los científicos proponen que este líquido puede ser compuesto de gravitones, partículas sin masa hipotéticas que median la fuerza de gravedad. Si existen, gravitones se cree que desempeñan un papel clave en una teoría de gravedad cuántica.
En un artículo relacionado, Das y otro colaborador, Rajat Bhaduri de la Universidad de McMaster, Canadá, han prestado aún más credibilidad a este modelo. Demuestran que los gravitones pueden formar un condensado de Bose-Einstein (nombrado después de otro físico indio, Satyendranath Bose y Einstein) a temperaturas que estaban presentes en el universo en todas las épocas.
Motivado por el potencial del modelo para resolver la singularidad del Big Bang y representan materia oscura y energía oscura, los físicos planean analizar su modelo de mayor rigurosidad en el futuro. Su futuro trabajo incluye rehacer su estudio mientras toman pequeñas perturbaciones no homogéneas y anisotrópicas, pero no esperan pequeñas perturbaciones que afecten significativamente los resultados.
"Es satisfactorio observar que dichas correcciones sencillas potencialmente pueden resolver tantas cuestiones a la vez", dijo Das.
La edad aceptada del universo, según lo estimado por la relatividad general, es de 13,8 billones de años. Al principio, todo en existencia se cree que ha ocupado un punto infinitamente denso o singularidad. Sólo después de este punto comenzó a expandirse en un "Big Bang" y el universo oficialmente comenzó.
Aunque la singularidad del Big Bang se presenta directamente e inevitablemente de las matemáticas de la relatividad general, algunos científicos lo ven como problemático porque las matemáticas pueden explicar sólo lo que sucedió inmediatamente después — no en o antes del — la singularidad.
"La singularidad del Big Bang es el más grave problema de la relatividad general debido a las leyes de la física que parecen romperse allí", dijo Ahmed Ali Farag en la Universidad de Benha, y la ciudad Zewail de ciencia y tecnología, ambas en Egipto.
Ali y el coautor Saurya Das de la Universidad de Lethbridge, Alberta, Canadá, han demostrado en un artículo publicado en Physics Letters B que su nuevo modelo en el que el universe no tiene ningún principio y ningún extremo puede resolver la singularidad del Big Bang.
Viejas ideas revisitadas
Los físicos enfatizan que sus términos de corrección cuántica no se aplican ad hoc en un intento de eliminar específicamente la singularidad del Big Bang. Su trabajo se basa en ideas por el físico teórico David Bohm, quien también es conocido por sus contribuciones a la filosofía de la física. A partir de la década de 1950, Bohm había explorado reemplazando la geodesia clásica (la ruta más corta entre dos puntos de una superficie curva) con trayectorias de quantum.
En su papel, Ali y Das aplicaron estas trayectorias Bohmiana a una ecuación desarrollada en la década de 1950 por el físico Amal Kumar Raychaudhuri en la Universidad de la Presidencia en Calcuta, India. Raychaudhuri fue también profesor de Das cuando él era un estudiante de pregrado de la institución en los años 90.
Utilizando la ecuación de Raychaudhuri quantum-corregida, Ali y Das derivaron ecuaciones de Friedmann quantum-corregida, que describen la expansión y evolución del universo (incluyendo el Big Bang) en el contexto de la relatividad general. Aunque no es una verdadera teoría de la gravedad cuántica, el modelo contiene elementos de la teoría cuántica y la relatividad general. Ali y Das también esperan preservar sus resultados incluso si y cuando sea formulada una teoría completa de la gravedad cuántica.
No hay singularidades ni cosas oscuras
Además no predice una singularidad del Big Bang, el nuevo modelo no predice una singularidad "crujido grande", tampoco. En general la relatividad, un destino posible del universo es que comienza a disminuir hasta que se derrumba en sí mismo en una gran crisis y se convierte en un punto infinitamente denso una vez más.
Ali y Das explican en su documento que su modelo evita singularidades debido a una diferencia fundamental entre la Geodesia clásica y las trayectorias Bohmiana. La Geodesia clásica eventualmente se entrecruzan, y los puntos en que convergen son singularidades. En cambio, las trayectorias Bohmiana nunca se cruzan, por lo que no aparecen singularidades en las ecuaciones.
En términos cosmológicos, los científicos explican que las correcciones del quántum pueden ser consideradas como una constante cosmológica (sin necesidad de energía oscura) y un término de radiación. Estos términos mantienen el universo en un tamaño finito y por lo tanto da una edad infinita. Los términos también hacen predicciones que coinciden estrechamente con las observaciones actuales de la constante cosmológica y la densidad del universo.
Nueva partícula de gravedad
En términos físicos, el modelo describe el universo como estando lleno de un líquido cuántico. Los científicos proponen que este líquido puede ser compuesto de gravitones, partículas sin masa hipotéticas que median la fuerza de gravedad. Si existen, gravitones se cree que desempeñan un papel clave en una teoría de gravedad cuántica.
En un artículo relacionado, Das y otro colaborador, Rajat Bhaduri de la Universidad de McMaster, Canadá, han prestado aún más credibilidad a este modelo. Demuestran que los gravitones pueden formar un condensado de Bose-Einstein (nombrado después de otro físico indio, Satyendranath Bose y Einstein) a temperaturas que estaban presentes en el universo en todas las épocas.
Motivado por el potencial del modelo para resolver la singularidad del Big Bang y representan materia oscura y energía oscura, los físicos planean analizar su modelo de mayor rigurosidad en el futuro. Su futuro trabajo incluye rehacer su estudio mientras toman pequeñas perturbaciones no homogéneas y anisotrópicas, pero no esperan pequeñas perturbaciones que afecten significativamente los resultados.
"Es satisfactorio observar que dichas correcciones sencillas potencialmente pueden resolver tantas cuestiones a la vez", dijo Das.
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