La Teoría de Cuerdas redefine el Big Bang

La Teoría de Cuerdas — la idea de que todas las partículas pueden representarse como cuerdas o bucles de cuerdas de longitud increíblemente diminuta, oscilando en varias frecuencias — fue desarrollada inicialmente para ayudar a explicar por qué los quarks, las minúsculas partículas fundamentales que crean a los protones y neutrones, están siempre confinados en partículas compuestas mayores. Sin embargo, la Teoría de Cuerdas ha evolucionado para permitir a los científicos trabajar con temas más amplios. Por ejemplo, pueden usar la Teoría de Cuerdas para idear explicaciones para algunos de los mayores problemas en la cosmología, tales como el estado de Universo – su forma, tamaño etc. – justo tras el Big Bang, cuando los quarks vagaban libremente.

En estas líneas, un grupo de físicos teóricos han publicado recientemente un interesante escenario de Teoría de Cuerdas que describe una nueva forma de aproximarse al desarrollo del Big Bang. Proponen que el Universo comenzó como un tipo objeto teórico relleno de espacio llamado “brana”.

Este trabajo se publicó el 27 de enero de 2006 en la edición digital de Physical Review Letters.

“Quizá el problema más ambicioso de la cosmología es la cuestión de las condiciones iniciales del Universo — cómo era antes de expandirse en las estrellas y planetas que vemos hoy”, dijo un físico involucrado en el estudio, Robert Leigh de la Universidad de Illinois, a PhysOrg.com. “Proponemos que el Universo, antes de su expansión, era una brana inestable que decayó en innumerables bucles de cuerdas para formar el Universo tal y como lo conocemos hoy”.

El modelo convencional para la expansión del Universo asume que el Universo existió una vez como un volumen muy pequeño, casi un punto, llamado “singularidad”. Entonces tuvo lugar el Big Bang, y el Universo se expandió rápidamente. Una extensión de este, y uno de los principales competidores del modelo de brana, en la Teoría del Big Crunch/Big Bang, la cual asume que el Universo una vez fue vasto, entonces se “colapsó en una singularidad antes de expandirse. El modelo del Big Bang/Big Crunch implica que el tiempo existió antes del Big Bang.

El problema con el modelo del Big Crunch/Big Bang es que las leyes matemáticas de la Relatividad General Clásica no funcionan en un singularidad. Y si los científicos no pueden comprender matemáticamente la singularidad, no pueden, en teoría, comprender por completo la geometría del espacio-tiempo, ya sea antes del Big Crunch o tras el Big Bang.

“Nuestro modelo de brana nos permite especificar matemáticamente qué podría haber pasado en el Big Bang, y también nos da una novedosa interpretación del tiempo en la Teoría de Cuerdas”, dijo Leigh.

Él y su grupo proponen que el tiempo comenzó cuando, a través de un evento similar al Big Bang, la brana decayó en cuerdas cerradas (bucles) que se propagaron creando la materia común que conforma el Universo. Este escenario, además de evitar los problemas matemáticos de una singularidad, también ayuda a explicar algunos otros temas. Por ejemplo, para nosotros, el Universo parece igual en todas direcciones. En este modelo de brana, la homogeneidad del Universo podría explicarse como resultado de un Universo joven con condiciones iniciales homogéneas, tal como una brana que llenase el espacio por partes iguales. Leigh y sus colegas pueden continuar explorando esto en estudios adicionales.


Cita: “Brane Decay and an Initial Spacelike Singularity,” Phys. Rev. Lett. 96, 031301 (2006)

Autor: Laura Mgrdichian

Fecha Original: 2006-04-02

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Comments (5)

  1. Es una idea interesante el que las branas puedan decaer en cuerdas cerradas para representar el tiempo, pero hay que recordar que es el espacio quien debería de decaer en una cuerda cerrada y el tiempo en una abierta que conecte con sus extremos la variedad de branas como debe ser. Todas las cuerdas abiertas tienen sus extremos anclados en branas.
    Por otra parte, este comentario es resultado del hecho de que postular cuerdas cerradas para el tiempo implica una súper simetría o SUSY espacio-temporal para el modelo teórico que se denomina “teoría de cuerdas” y eso conlleva un gran problema puesto que no existe tal simetría como simetría propia de la teoría y por lo tanto solamente generalizaciones de esta simetría se pueden apreciar en la teoría de cuerdas, por no ser exacta y propia de esta.

  2. rolando

    A veces pienso que debo ser un idiota, pero todos hablan con tal naturalidad de cuerdas abiertas o cerradas, con forma de bucle de rulero , de branas ¿que cuernos es una brana?. A nadie con un intelecto superior al mio, (lo que no es mucho decir). se le ocurrió que solo estan cambiandole el nombre a las cosas. Quien explica ahora de donde salió la brana o lo que sea. Y si no había nada más que eso, ¿ quien hizo algo para que todo cambiara?. El universo no tuvo un comienzo, al menos no uno que nosotros podamos avisorar. Cuando la materia se encuentra con antimateria, explota y se transforma en energía pura. La cual inmediatamente después de este mini big bang, comienza nuevamente a transformarse en materia y antimateria, vaya a saber en que proporciones. Lo que si se podría predecir es que el universo esta formado por la porciones de estas dos formas de la materia, que hayan logrado alejarse lo suficiente, como para no entrar en contacto entre si, por lo menos por un parcito de millones de años.
    Como ven, tambien yo tengo una pavada para decir, gracias por leerlo.

  3. David

    No entendi nada de nada jaja. Ahora resulta que el universo se origino de una supuesta “Brana” inestable que colapso y segun Pablo una tal SUSY fue la que la descontrolo jajaja. Yo lo que creo es que los fisicos estan mas confundidos que nunca buscando explicaciones a fenomenos de los cuales tienen poco entendimiento o bien un entendimiento limitado. Pero estoy seguro que de todo este esfuerzo teórico creativo surgirán alguna que otra respuestas válidas que muchas pero muchas interrogantes mas. Sigan adelante.

    Felicitaciones a Kanijo por este excelente web site.

  4. Fmj

    Estamos acostumbrados a decir: mira esto es pequeño esto es grande esto es mediano o: que cerca esta ,que lejos me pilla esto etc ,tenemos una entendimiento de la realidad muy de andar por casa ,pero y si estas medidas que discurren por nuestras cabezas fueran infinitamente pequeñas ,asi como el universo y su evolucion fuera tambien muy pequeño y sus 15000 millones de años no fueran mas que un lapsus de tiempo para el desarrollo vital de algun organismo supeeeeerrrrrr gigantesco .por poner un ejemplo como si fuera una neurona que necesita este lapsus, (para nosotros 15000 millones de años para el eso, un lapsus,o tiempo que nuestras matematicas no dilucidarian nunca, pues seria ese infinito del que tanto hemos oido hablar)en este escenario me imagino las implicaciones que tendria esta nueva vision, que papel tendriamos los organismos vivos en el proceso ,el papel que tendriamos a nivel minimo celular para el organismo a modo de mitocondrias pensantes ,que aportariamos, en fin lo dejo hay con nuestro ego un poco chamuscado ,pero esto del ego chamuscado ya viene de lejos jajajajaja,saludos.

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