Se abandona el Big Bang en un nuevo modelo del universo

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Supernova de Tipo IaUna nueva cosmología explica con éxito la expansión acelerada del universo sin energía oscura; pero sólo si el universo no tuvo un inicio ni tendrá un final.

Como uno de los pocos eventos astrofísico que es familiar a la mayor parte de la gente, el Big Bang tiene un lugar especial en nuestra cultura. Y aunque existe un consenso científico sobre que es la mejor explicación para el origen del universo, el debate está lejos de cerrarse. No obstante, es difícil encontrar modelos alternativos del universo sin un inicio que sean verdaderamente sólidos.

Esto podía cambiar ahora con el fascinante trabajo de Wun-Yi Shu de la Universidad Nacional Tsing Hua en Taiwan. Shu ha desarrollado una innovadora nueva descripción del universo en la que los papeles de espacio, tiempo y masa se relacionan en un nuevo tipo de relatividad.

La idea de Shu es que el espacio y el tiempo no son entidades independientes sino que pueden convertirse la una en la otra. En su formulación de la geometría del espacio-tiempo, la velocidad de la luz es simplemente el factor de conversión entre ambas. De forma similar, la masa y la longitud son intercambiables en una relación en la que el factor de conversión depende tanto de la constante gravitatoria G como de la velocidad de la luz, y ninguna de las dos tiene por qué ser constante.

Por lo que conforme el universo se expande, masa y tiempo se convierten en longitud y espacio, y al contrario cuando se contrae.

Este universo no tiene inicio ni fin, simplemente alterna periodos de expansión y contracción. De hecho, Shu demuestra que las singularidades no pueden existir en este cosmos.

Es fácil descartar la idea como otro divertido y poco realista modelo soñado por uno de esos cosmólogos chiflados.

Hasta que miras las predicciones que realiza. Durante un periodo de expansión, un observador de este universo vería un extraño tipo de cambio en el desplazamiento al rojo de objetos brillantes tales como supernovas de Tipo 1a, como una aceleración que las aleja. Resulta, dice Shu, que sus datos encajan perfectamente con las observaciones realizadas por los astrónomos en la Tierra.

Este tipo de aceleración es una característica común del universo de Shu.

Esto es un claro contraste con los distintos modelos del universo basados en el Big Bang. Desde que se descubrió la expansión acelerada del universo, los cosmólogos han estado haciendo preocupantes contorsiones con las leyes de la física para que sus modelos funcionen.

La idea más comúnmente debatida es que el universo está repleto de una energía oscura que fuerza a que el universo se expanda a un ritmo acelerado. Para que este modelo funcione, la energía oscura deber ser el 75 por ciento de toda la masa-energía del universo y debe incrementarse a un ritmo fantástico.

Pero hay un alto precio a pagar por esta idea: la ley de la conservación de la energía. La vergonzosa verdad es que los cosmólogos de todo el mundo han barrido convenientemente bajo la alfombra una de las leyes fundamentales de la física en un intento de cuadrar este círculo.

Esto pone a las ideas de Shu en una perspectiva distinta. No hay necesidad de abandonar la conservación de la energía para hacer que funcione su teoría.

Esto no significa que la teoría de Shu sea perfecta. Está lejos de ello. Uno de los principales problemas a los que se enfrenta es explicar la existencia del fondo de microondas cósmico, algo que muchos astrofísicos creen que es la evidencia más sólida de que el Big Bang realmente tuvo lugar. El CMB, dicen, es el eco del Big bang.

Cómo podría surgir en la cosmología de Shu aún no está claro, pero imagino que está trabajando en ello.

Incluso si encuentra una forma, será necesario un incómodo replanteamiento antes de que sus ideas logren agarre. Su aproximación puede explicar bien las observaciones en supernovas de Tipo 1a sin abandonar la conservación de la energía, pero nos pide que abandonemos la idea del Big Bang, la constancia de la velocidad de la luz y aceptar un vasto nuevo conjunto de potenciales fenómenos relacionados con las relaciones intercambiables entre masa, espacio y tiempo.

Acertado o equivocado, este es un cambio que muchos encontrarán difícil de aceptar.  Esperemos que Shu se aferre a sus armas, aunque sólo sea por el amor al debate a la vieja usanza.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1007.1750: Cosmological Models with No Big Bang
 

Fecha Original: 27 de julio de 2010
Enlace Original

2 comentarios

  • Demasiado compleja la teoría de Wun-Yi Shu. Me ha prodducido siempre rechazo la teoría del Big Bang, pues se me asemeja al génesis bíblico con el que no comulgo. Se que hay astrofísicos y físicos que la rechazan, pero cuesta mucho contactarse con ellos para discutir respecto a las inconsistencias y absurdos del BB.

    Reflexiones acerca del Big Bang que me indujeron a la elaboración de mi “teoría cósmica de las burbujas”

    Einstein, entre otros, planteó que el universo debería ser estacionario lo que parecía coherente en un universo infinito, pero él, desafortunadamente afirmó que el universo era finito. De ser finito y estacionario, éste estaría condenado a caer sobre sí mismo tendiendo a formar un gran hoyo negro debido a que los bordes externos no estarían en equilibrio gravitatorio, problema que resolvió con un primer parche a su teoría agregando una misteriosa constante cosmológica que se las arreglaría para impedir el colapso. Hubble dio, a través de sus mediciones y cálculos (1929), el primer aviso de expansión del universo a nivel global, información que obligó a los astrofísicos a buscar explicaciones para superar una aparente contradicción con la hipótesis de un universo estacionario, que no podría por definición expandirse, ni menos a velocidades proporcionalmente crecientes con las distancias observadas, lo que hoy en día se sabe. La explicación más simple en aquel entonces fue suponer una “singular” explosión primigenia gracias a la cual el universo conocido habría empezado a existir, desconociendo si la magnitud de dicha explosión fue suficiente para superar al potencial gravitatorio de la masa total generada y no volver a contraerse.
    Afortunadamente en mediciones recientes del milenio actual, posteriores a la muerte de Hubble, se ha precisado que la expansión del universo observado es tal que las galaxias y cúmulos de galaxias no ligadas gravitacionalmente se alejan entre sí con velocidades “proporcionales” a su distancia. La referida proporcionalidad no constituye un hecho trivial. Este hallazgo de la proporcionalidad no fue obra de Hubble y constituye, a mi entender, la muerte anunciada de la teoría del Big Bang.

    Porqué afirmo lo anterior: la explosión del Big Bang nació por analogía con las explosiones que conocemos. Los objetos ubicados sobre una carga explosiva pueden salir disparados verticalmente hacia arriba, lo que todos hemos alguna vez observado, pero los objetos que ascienden como proyectiles llegan a una cierta altura y luego caen a tierra por la atracción gravitatoria. En el ejemplo anterior la velocidad inicial es la mayor de todas durante el ascenso y disminuye gradualmente, el proyectil se detiene y el movimiento cambia luego de sentido o signo, como se denomina en física y matemáticas, para volver a caer. Lo anterior, y no otra cosa, es lo que ocurriría con el universo de la teoría del Big Bang, colapso elegantemente denominado Big Crunch en el supuesto de que la potencia de la explosión singular sea moderada. Siguiendo la analogía, en el supuesto de que la explosión fuera de una magnitud tan elevada que imprimiera al proyectil una velocidad mayor a la de escape, sobrepasando el potencial gravitatorio de la tierra, en realidad el proyectil no volvería a caer pero en este caso la velocidad de alejamiento disminuiría siempre, tendiendo asintóticamente a un valor límite y el proyectil se alejaría hasta el infinito. Estas son las dos situaciones reales que experimentarían estos proyectiles, pero en ambos casos la velocidad de alejamiento es decreciente con el tiempo y con la distancia, es resultante de la inercia de un impulso inicial. Estas dos situaciones son similares a las postuladas por el Big Bang, pero… el descubrimiento reciente de que las galaxias se alejan con velocidades crecientes de tipo exponencial con el tiempo y de tipo proporcional a la distancia se contrapone a las velocidades decrecientes de alejamiento de una explosión como la postulada por el Big Bang, por lo que la teoría del BB no sirve y hubo que parcharla una vez más postulando la existencia de una supuesta energía oscura. Los centros de masas de cuerpos no ligados gravitacionalmente o de conjuntos de cuerpos ligados gravitacionalmente, se alejan en realidad con velocidades crecientes por lo que la expansión no requiere de ninguna explosión inicial, no le hace falta, el alejamiento real funciona como si los centros de masas tuvieran un motor propio muy especial.

    Había que buscar alguna teoría absolutamente diferente, que explicara la expansión observada, no mediante empuje desde el punto de procedencia de las galaxias y cúmulos libres, sino mediante tracción o atracción desde los puntos de destino. A los accesorios a la teoría del Big Bang como la radiación cósmica de fondo de microondas y al del origen y formación de los elementos químicos habrá que buscarles otra explicación.

    Como ejercicio intelectual elaboré una teoría que explica la expansión del universo sin requerir de la explosión inicial ni de la energía oscura. Si alguien quiere conocer mi teoría escríbanme a mi email. (teresavial1500@gmail.com) y se las hago llegar.

  • El Universo actualmente se expande pero en un futuro se va a contraer ya que es un ciclo que se
    reinicia cada miles y miles y miles de millones de años, el universo esta en constante evolucion,
    es como un corazon o sea que late o/y palpita y esto es lo que lo mantiene vivo (es un decir),
    el universo no tiene inicio ni fin en el tiempo, solo que a los cientificos actuales no les va a alcanzar la vida para ver esto, o sea cuando comienze la contraccion ya que es por ciclos.

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