publicado n/a científico americano
La última teoría de Stephen Hawking sobre el origen del Universo, que desarrolló en colaboración con Thomas Hertog de la Universidad Católica de Lovaina, se publicó el 27 de abril en la revista Física de alta energía.
La teoría, que se presentó para su publicación antes de la muerte de Hawking a principios de este año, se basa en la teoría de cuerdas y predice que el universo es finito y mucho más simple que muchas teorías actuales del Big Bang.
Hertog, cuyo trabajo está cubierto por el Consejo Europeo de Investigación, anunció por primera vez su nueva teoría en una conferencia con motivo del 75 cumpleaños de Hawking en julio pasado en la Universidad de Cambridge.
Las modernas teorías del Big Bang afirman que nuestro Universo local nació con una fase de inflación rápida; en otras palabras, una pequeña fracción de segundo después del Big Bang, o el Universo se expandió a un ritmo exponencial. Sin embargo, es bastante común creer que una vez que comienza la inflación, nunca se detiene en algunas regiones. Los efectos cuánticos podrían mantener la inflación para siempre en algunas regiones del Universo, por lo que desde una perspectiva global, la inflación es eterna. Fuera de la parte visible de nuestro Universo, sólo sería un «Universo-bolsa-hospital», una región en la que terminó la inflación y se formaron estrellas y galaxias.
«La teoría habitual de la inflación eterna predice que, en general, nuestro universo es como un fractal infinito, con un mosaico de pequeños universos de bolsillo separados por un océano que se está inflando», dijo Hawking en una entrevista con The Fall the Last. “Como las leyes locales de la física y la química pueden divergir de bolsa-universo a bolsa-universo, pero juntas forman un multiverso. Nunca he sido fanático de la teoría del multiverso. Si en la escala de los diferentes Universos, no del multiverso, es gigantesco o infinito, esta teoría no puede ser comprobada”.
Artículo Novo, Hawking y Hertog cuestionan esta visión de la inflación eterna como una versión del Big Bang. “El problema con la inflación eterna es que asume la existencia de un universo profundo que evolucionó de acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein y trata los efectos cuánticos como pequeñas fluctuaciones a su alrededor”, dice Hertog. . “No, la dinámica de la inflación eterna ha destruido la separación entre la física clásica y la física cuántica. Como resultado, la teoría de Einstein resulta en una inflación eterna”.
“Predecimos que nuestro Universo, a gran escala, es razonablemente plano y globalmente finito. Entonces no hay una estructura fractal”, dijo Hawking.
La teoría de la inflación eterna presentada por Hawking y Hertog se basa en la teoría de cuerdas, una rama de la física teórica que busca reconciliar la gravedad y la relatividad general con la física cuántica, en parte al descubrir los constituyentes fundamentales del ‘Universo en forma de pequeñas cuerdas vibrantes. . Su enfoque utiliza el concepto de holografía de la teoría de cuerdas, que postula que el Universo es un holograma vasto y complejo: una realidad física en ciertos espacios tridimensionales puede reducirse a proyecciones bidimensionales sobre una superficie.
Hawking y Hertog desarrollaron una variación del concepto de holografía para proyectar la dimensión del tiempo en una inflación eterna. Les es posible creer en la inflación eterna sin tener que depender de la teoría de Einstein. Teoría de Nessa nova, la inflación eterna se reduce a un estado atemporal, definido en una superficie espacial al comienzo de los tiempos.
«A medida que rastreamos la evolución de nuestro primer universo hasta el comienzo de dos tiempos, llegamos en algún momento al inicio de la inflación eterna, cuando nuestra noción familiar de tiempo ya no tiene sentido», dijo Hertog.
A la anterior teoría de Hawking, «proposición ilimitada», previa a que, en algún momento, el Universo no vendría, o el Universo se enfurecería y fecharía como una esfera. Pero la nueva teoría representa un paso adelante con respecto al trabajo anterior. “Ahora decimos que hay un límite en nuestro pasado”, dice Hertog.
Hertog y Hawking utilizarán su nueva teoría para obtener predicciones más fiables sobre la estructura general del Universo. Ellos predicen que el Universo emergiendo de la inflación eterna desde cierto límite finito es más simple que antes de la estructura fractal de la vieja teoría de la inflación eterna.
Sus hallazgos, confirmados por trabajos posteriores, tienen implicaciones sin precedentes para el paradigma del multiverso. «No estamos en un universo único y singular, pero nuestros hallazgos implican una reducción significativa del multiverso, a una variedad mucho más pequeña de universos posibles», dijo Hawking.
Isso faz a que la teoría sea más predecible y comprobable.
Hertog ahora planea estudiar las implicaciones de la nueva teoría a escalas más pequeñas que las que están al alcance de nuestros telescopios espaciales. Él cree que las ondas gravitacionales primordiales (ondas y no espacio-tiempo generado como resultado de la inflación eterna) son la vía más prometedora para probar o modelar. Un universo en expansión desde el principio significa que estas ondas gravitacionales tendrían compresiones de onda muy largas, más allá del alcance de dos detectores de corriente en el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO). Pero podrían ser vistos por el observatorio espacial LISA o en futuros experimentos destinados a medir la radiación cósmica de fondo.