Los científicos detrás de una teoría de que la velocidad de la luz es variable - y no constante como Einstein sugirió - han hecho una predicción que puede ser probada.
Credit: Imperial College London
Einstein observó que la velocidad de la luz sigue siendo la mismo en cualquier situación, y esto significó que el espacio y el tiempo podrían ser diferentes en diferentes situaciones.
Suponiendo que la velocidad de la luz es constante y siempre ha sido así, es la base de muchas teorías en la física, como la teoría de la relatividad general de Einstein. En particular, desempeña un papel en los modelos de lo que sucedió en el universo muy temprano, segundos después del Big Bang.
Pero algunos investigadores han sugerido que la velocidad de la luz podría haber sido mucho más alta en este universo temprano. Ahora, uno de los creadores de esta teoría, el profesor João Magueijo del Imperial College de Londres, trabajando con el Dr. Niayesh Afshordi en el Perimeter Institute de Canadá, ha hecho una predicción que podría usarse para probar la validez de la teoría.
Estructuras en el universo, por ejemplo galaxias, todas forman parte de las fluctuaciones en el universo temprano, con pequeñas diferencias en la densidad de una región a otra. Un registro de las fluctuaciones de estos principios se imprime en el fondo cósmico de microondas – mapa de la luz más antigua en el universo, en la forma de un 'índice espectral'.
Trabajando con su teoría de que las fluctuaciones fueron influenciadas por una diversa velocidad de la luz en el universo temprano, el profesor Magueijo y el Dr Afshordi ahora han utilizado un modelo para poner una cifra exacta sobre el índice espectral. La figura prevista y el modelo en que se basa son publicadas en el diario Physical Review D.
Los cosmólogos actualmente obtienen lecturas más precisas de esta cifra, por lo que la predicción podría ser probada pronto – ya sea confirmando o descartando el modelo del equipo del universo temprano. Su figura es un 0.96478 muy precisa. Esto está cerca de la actual estimación de lecturas de fondo cósmico de microondas, que se pone alrededor de 0.968, con cierto margen de error.
IDEA RADICAL
El profesor Magueijo dijo: "la teoría, que hemos propuesto en primer lugar en la década de 1990, ha llegado a un punto de madurez, ha producido una predicción comprobable. Si las observaciones en un futuro cercano pueden encontrar este número para ser exactos, podría conducir a una modificación de la teoría de de la gravedad de Einstein .
"La idea de que la velocidad de la luz podría ser variable fue radical cuando se propuso por primera vez, pero con una predicción numérica, se convierte en algo realmente que pueden probar los físicos. Si es cierto, significa que las leyes de la naturaleza no son siempre las mismos como son hoy en día."
La capacidad de prueba de la velocidad variable de la teoría de la luz lo distingue de la teoría más rival: inflación. Inflación, dice que el universo temprano pasó por una fase de expansión extremadamente rápida, mucho más rápida que el ritmo actual de expansión del universo.
EL PROBLEMA DEL HORIZONTE
Estas teorías son necesarias para superar lo que los físicos llaman el "problema del horizonte". El universo como lo vemos hoy parece estar en todos lados ampliamente el mismo, por ejemplo tiene una densidad relativamente homogénea.
Esto sólo puede ser cierto si todas las regiones del universo fueron capaces de influenciarse mutuamente. Sin embargo, si la velocidad de la luz ha sido siempre la misma, entonces no hay suficiente tiempo que haya pasado para que la luz que ha viajado hasta el borde del universo y 'hasta que' la energía.
Como analogía, para calentar una habitación uniformemente, el aire caliente de los radiadores a los lados tiene que viajar a través del cuarto y mezclarse completamente. El problema para el universo es que la 'sala' – el tamaño observado del universo – parece ser demasiado grande para esto haber sucedido en el tiempo desde que se formó.
La velocidad variable de la teoría de la luz sugiere que la velocidad de la luz fue mucho mayor en el universo temprano, permitiendo que los bordes distantes pudieran conectarse con el universo expandido. La velocidad de la luz entonces habría descendido de una manera predecible como la densidad del universo ha cambiado. Esta variabilidad condujo al equipo a la predicción publicada.
La teoría alternativa es la inflación, que intenta solucionar este problema diciendo que el universo muy temprano se hizo uniforme mientras era increíblemente pequeño y entonces de pronto se ha ampliado, con la uniformidad ya impresa en él. Mientras que esto significa que la velocidad de la luz y las otras leyes de la física sabemos que se conservan, se requiere la invención de un 'campo de inflación' – un conjunto de condiciones que sólo existía en el momento.
'La geometría crítica de un big bang termal' Niayesh Afshordi y João Magueijo fue publicada en Physical Review D.
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