La teoría final de Hawking

En cierto lugar del espacio, hay otros planetas similares a la Tierra donde todavía caminan los dinosaurios, y otros donde aún cazan los neandertales.

Hay también planetascompletamente diferentes al nuestro, sin estrellas, sin soles y sin galaxias, pero que se rigen por las mismas leyes de la física que existen en nuestro universo.

No, no son ideas para una película de ciencia ficción. Se trata de uno de los postulados de la última teoría del Cosmos que propuso Stephen Hawking, publicada recientemente en la revista especializada Journal of High Energy Physics.

Esa hipótesis, enviada a revisión solo 10 días antes de la muerte del físico británico en marzo pasado, ofrece una imagen más simple de lo que sucedió hace 13 mil 800 millones de años, cuando comenzó todo. 

Según la teoría (resultado de una larga colaboración de más de dos décadas entre Hawking y Thomas Hertog, un físico belga de la Universidad Católica de Lovaina), la realidad podría estar compuesta de múltiples universos, y cada uno podría no ser tan diferente al nuestro.

Esta teoría no solo resuelve una paradoja cósmica de anteriores postulados de Hawking, sino que también señala un camino para que los astrónomos encuentren evidencia de la existencia de universos paralelos.

Pero ¿por qué es importante esta teoría y cómo soluciona las objeciones a postulados anteriores del físico británico?

La paradoja

En la década de 1980, Hawking, junto con el estadounidense James Hartle, desarrolló una nueva concepción sobre los orígenes del Universo.

Dichos postulados resolvieron un problema que arrastraba la ciencia desde las teorías de Einstein, que sugerían que el Universo tuvo sus comienzos hace 14 mil 000 millones de años, pero no explicaban nada sobre cómo se originó ese universo.

Hartle y Hawking, en cambio, utilizaron una teoría diferente para explicar cómo todo surgió de la nada.

El postulado ató un cabo suelto, pero soltó otro: la idea sugería también la posibilidad de que el Big Bang  creó no solo un universo, sino un número infinito de ellos.

O sea que según la teoría, el Big Bang creó muchos universos paralelos.

Algunos, de acuerdo con la teoría de Hartle-Hawking, serían muy parecidos al nuestro y otros sutilmente diferentes y regidos por leyes físicas distintas.

Y aunque suena exagerado, las ecuaciones que utilizaron ambos científicos hacen que esos escenarios sean teóricamente posibles.

Sin embargo, también crearon un problema, porque si hay infinitos tipos de universos con variaciones infinitas en sus leyes físicas, entonces la teoría no puede predecir en cuál de ellos nos encontramos.

“Ni Stephen ni yo estábamos contentos con ese escenario”, explica su colega Thomas Hertog, quien trató de encontrar una solución a este problema durante 20 años en compañía de Hawking.

“En ese entonces nuestra teoría sugería que los universos múltiples surgieron al azar y que no podemos explicar mucho más sobre eso. Y nos dijimos entre nosotros: ‘Quizás tengamos que vivir con eso’. Pero no queríamos darnos por vencidos”.

Fue por eso que la última teoría trató de solucionar ese rompecabezas.

En busca de soluciones

Ambos físicos utilizaron nuevas técnicas matemáticas desarrolladas para estudiar otra rama ‘esotérica’de la física llamada ‘teoría de las cuerdas’.

Así lograron poner un poco de orden en la hasta ahora caótica concepción del ‘multiverso’ o universo múltiple.

La nueva teoría de Hawking y Hertog sugiere que solo puede haber universos que tengan las mismas leyes físicas que el nuestro.

La teoría sugiere que es posible detectar los universos paralelos.

Esa conjetura significa que nuestro Universo es típico, por lo que las observaciones que de él  hagan los científicos serán importantes para desarrollar ideas sobre cómo surgieron los otros universos.

“Las leyes de la física que probamos en nuestros laboratorios no existieron siempre, surgieron después del Big Bang , cuando el universo se expandió y se enfrió”, explica Hertog.

Esto, según el científico, lleva a que dichas leyes dependan en gran medida de las condiciones físicas en las que se dio el Big Bang .

“Pretendemos obtener una comprensión más profunda de dónde provienen nuestras teorías físicas, cómo surgen y si son únicas”, añade.

Una consecuencia tentadora de los postulados, según Hertog, es que podría ayudar a los investigadores a detectar la presencia de otros universos estudiando la radiación de microondas que queda del Big Bang.

No obstante, asegura que no cree que sea posible 
saltar de un universo a otro.

Al menos no por ahora.

Con la información de BBC Mundo

El Primer entendimiento

La última teoría sobre el origen del universo de Stephen Hawking, desarrollada en colaboración con el profesor Thomas Hertog, de la universidad KU Leuven, y publicada por el Journal of High-Energy Physics, propone que el universo es finito y más simple de lo que establecen los actuales estudios sobre el Big Bang.

Las modernas teorías sitúan la creación del universo en una breve explosión, durante una mínima fracción de segundo después del Big Bang , cuando el Cosmos se expandió rápidamente. Se cree que, una vez producida la expansión, hay regiones que nunca han dejado de crecer y que, debido a los efectos cuánticos, este fenómeno es eterno. 
De acuerdo a esta tesis, la parte observable de nuestro universo es una mínima porción donde el proceso ha terminado y se han formado estrellas y galaxias.

Predicciones más fiables

“La teoría habitual de la ‘expansión eterna’ predice que nuestro universo es como un infinito fractal  (objeto geométrico cuya estructura básica, fragmentada o aparentemente irregular, se repite a diferentes escalas) con un mosaico de diferentes pequeños universos separados por océanos que crecen”, afirmó Hawking en una entrevista el pasado otoño.

 “Las leyes de la física y la química pueden ser diferentes entre un universo y otro que, juntos, forman un multiverso. Pero nunca he sido un defensor del multiverso. Si la escala de los diferentes universos en el multiverso es grande o infinita, no se puede probar”, añadió.

En la investigación recién publicada, Hawking y Hertog afirman que esta teoría de la expansión infinita es errónea. “El problema habitual con esta teoría es que asume la existencia de un universo de fondo que evoluciona de acuerdo a la Teoría General de la Relatividad de Einstein y trata los efectos cuánticos como pequeñas fluctuaciones a su alrededor. Sin embargo, la dinámica de la expansión eterna barre la separación entre la física cuántica y la clasica”, afirma Hertog. “Predecimos que nuestro universo, a gran escala, es razonablemente liso y globalmente finito. Así que no es una estructura fractal”, afirma Hawking en la investigación publicada.

Hertog y Hawking utilizaron su nueva teoría para derivar predicciones más fiables sobre la estructura global del unvierso. Sus resultados, si se confirman con nuevos trabajos, tendrán implicaciones para el paradigma del multiverso. “Nuestros hallazgos implican una significativa reducción del multiverso a una categoría mucho más pequeña de posibles universos”, defiende la última teoría de Hawking.

Hertog planea estudiar esta teoría a pequeñas escalas que se hallen al alcance de la capacidad de nuestros telescopios espaciales. Cree que las ondas gravitacionales primordiales son las más prometedoras vías de probar el modelo. La expansión del universo desde su origen significa que esas ondas gravitacionales tendrían una muy larga longitud de onda, fuera del alcance de nuestros actuales detectores LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). 

Pero podrían ser detectadas por el previsto observatorio espacial europeo de ondas gravitacionales (LISA) o por futuros experimentos de mediciones del fondo de microondas cósmico. En 2014, Hertog fue becado con dos millones de euros por sus cinco años de trabajo sobre Cosmología Holográfica Cuántica. 

Con información de El Pais