Ciencia Kanija

Una de las cuestiones más interesantes consideradas por los astrofísicos trata del inicio del universo. Efectivamente, existe una gran especulación sobre este tema, con distintas teorías sobre cómo se inició el universo, y lo que podría haber existido antes de que el universo saltara a la existencia.

Algunos destacados astrofísicos de todo el mundo están interesados en responder estas preguntas. En un artículo titulado, “No-Boundary Measure of the Universe (Medida de no frontera del universo)” publicado en Physical Review Letters, James Hartle, Stephen Hawking y Thomas Hertog calculan las probabilidades que la función de onda de no frontera predice en términos de posibilidades en un espacio-tiempo clásico.

“Las teorías en torno al inicio del universo están expresadas como funciones de onda”, dice Hartle a PhysOrg.com. “La función de onda de no frontera es una teoría sobre el origen del universo”. El objetivo de este trabajo concreto junto a Hawking y Hertog, continúa, fue modelar el universo que ver y ver qué tipo de prababilidades hay de que el universo actual se haya originado de cierta forma.

La propuesta de no frontera predice que la expansión en los inicios del universo habría procedido suavemente desde un momento en el tiempo. La idea es que la inflación fue una característica de nuestro universo inicial. “Colapsó desde una fase anterior mayor, rebotando a un radio pequeño pero no cero, y expandiéndose de nuevo a la fase grande en la que vivimos ahora”, dice Hartle.

La función de onda de no frontera también afirma que el espacio-tiempo no era en el principio de la expansión universal lo que vemos actualmente. “Cuando se inició el universo”, explica Hartle, “no era un espacio-tiempo común. En lugar de tres direcciones espaciales, tales como las que tenemos ahora, había cuatro direcciones espaciales. En algún punto, se hizo una transición al espacio-tiempo común”.

Hartle y sus colegas examinaron modelos del universo que eran homogéneos, isotrópicos y cerrados. Se supuso una constante cosmológica, así como un campo escalar de potencial cuadrático. Miraron toda todas las historias clásicas, examinando las ideas de una singularidad, tales como el Big Bang, o considerando un rebote con un radio finito. El punto era lograr una descripción en la que los escenarios tiene la mayor probabilidad de producir un universo similar al que vemos actualmente.

“Ambas cosas, un Big Bang o un rebote, son posibles”, dice Hartle. “No obstante, encontramos una probabilidad significativa de que el universo inicial pueda haber rebotado”.

Hartle admite que el modelo simple usado por él y sus colegas tiene sus limitaciones. Por una parte, el universo no es completamente homogéneo como asume el modelo. “Se ve cierta grumosidad en el universo real”, admite. No obstante, la mayor parte de las irregularidades son pequeñas, y muchas de ellas puede, de hecho, ser tenidas en cuenta finalmente para una propuesta de no frontera.

“Nuestro modelo crea un número de suposiciones fuertes”, continúa Hartle. Pero insiste, “esta es una compensación estándar en la física. Nuestro modelo está simplificado de forma que podamos analizarlo por completo”.

“En la cosmología actual, probamos modelos para ver si distintas propuestas encajan con el universo que vemos. En esta instancia, vemos que la función de onda de no frontera lo hace”, dice Hartle. “Vemos que es una buena opción que el universo se haya generado en un rebote”.

“Esperamos poder extender esto a otros modelos más sofisticados, con distintos potenciales y grados de libertad”.