Grandes resultados de la Física: La teoría del Big Bang IV

Este será, previsiblemente, el último post sobre modelos de universo; en este apartado trataremos la gravedad cuántica y el modelo de colapsos y expansiones sin fin. Espero que os halla gustado y si queréis conocer más sobre el tema, sólo poned un comentario y profundizaré en los puntos que queráis. Muchas gracias por vuestras visitas.

La teoría de cuerdas no es la única solución a los problemas actuales de la física. Otro enfoque distinto es el de la Gravedad Cuántica de Bucles o LQG por sus siglas en inglés. El problema principal es que tenemos dos teorías que funcionan estupendamente bien cada una en su ámbito de acción, a saber, la mecánica cuántica describe el comportamiento del mundo de los átomos y las partículas y por otro lado tenemos la relatividad general la cual describe el Universo a su más grande escala.

El problema viene cuando tenemos que usar las dos para describir un mismo objeto, por ejemplo, para estudiar los agujeros negros. Dichos objetos son estrellas que han colapsado bajo la fuerza de su propia gravedad hasta convertirse en algo tremenda mente pequeño, más pequeño que las partículas elementales por lo que se necesita la mecánica cuántica para estudiarlo, pero al mismo tiempo su gravedad es tremendamente intensa por lo que necesitamos la relatividad general para estudiarla. Una situación similar se da cuando se pretende estudiar los primeros instantes del Universo tras el Big Bang. Intentar solventar los problemas que surgen al usar ambas teorías juntas es lo que se quiere conseguir mediante la teoría de cuerdas o la gravedad cuántica de bucles.

Al igual que sucede con la teoría de cuerdas, la gravedad cuántica de bucles también puede aplicarse a la cosmología y se obtiene un resultado parecido al propuesto por Gabriele Veneciano basándose en la teoría de cuerdas.

La base de la gravedad cuántica de bucles es que el espacio-tiempo no es continuo, sino discreto, aunque eso si, a escalas tremendamente pequeñas, del orden de la longitud de Planck, es decir unos 1,6161624 10-35 metros, resulta difícil, por no decir imposible, imaginarse una longitud tan pequeña, para captar lo minúscula que es esta longitud, un buen ejercicio puede ser escribirla sin usar la notación científica, con lo que nos queda tal y como sigue 0,0000000000000000000000000000000000161624 metros. Por así decirlo es como si en última instancia existieran “átomos” del espacio-tiempo. Si la gravedad cuántica de bucles hace una descripción acertada de la naturaleza del espacio-tiempo entonces las singularidades no pueden existir ya que existiría un tamaño mínimo el cual no se puede superar.

La aplicación a la cosmología de la gravedad cuántica de bucles permite indagar en los primeros instantes de nuestro Universo, ya que la supuesta singularidad donde todo comenzó no existiría. En cambio, lo que proponen es que todo nuestro Universo procede de un Universo anterior que sufrió un colapso, lo cual sólo puede suceder si la cantidad de masa es la suficiente como para parar la expansión y comenzar una contracción. Toda la masa de ese anterior Universo se iría concentrando en un espacio cada vez más pequeño, hasta que se alcanzara el tamaño mínimo posible en el cual sólo cabría una determinada cantidad de masa, alcanzado ese límite, al no poder concentrar más cantidad de masa, se produciría un “rebote”, es decir, todo el espacio-tiempo comprimido empezaría a expandirse de nuevo formándose nuestro universo durante ese proceso. Este proceso pudo haberse estado repitiendo indefinidamente.

Lo bueno del modelo del rebote es que difiere del modelo lambda-inflacionario con materia oscura fría, que es el que mejor describe nuestro Universo, en lo que a la producción de ondas gravitatorias, en los instantes “iniciales”, se refiere. Las cuales pueden ser detectadas de forma indirecta por la futura misión Planck como ya hemos comentado. Por lo que en principio podremos saber si el modelo es acertado o no.

La imagen que se nos suele presentar de la ciencia en los medios de comunicación, es la de una actividad fría y aburrida. Pero no es cierto, como hemos visto, desde la cosmología se realizan hipótesis sobre la existencia de otros universos, sobre la posibilidad de que el momento del Big Bang simplemente fuera una fase más en un universo que ha estado evolucionando desde siempre, o sobre la posibilidad de que nuestro Universo sea eterno y esté sometido a un periodo cíclico de contracción y expansión. ¿Fría y aburrida? Más bien la ciencia parece ser una empresa que demanda una curiosidad imposible de satisfacer y una imaginación fértil que permita imaginar lo inconcebible. Pero esto no basta, si nos conformáramos con esto tendríamos historias, cuentos y fabulas sobre como puede ser el Universo, para avanzar en nuestro conocimiento se necesita curiosidad e imaginación, sí, pero también escepticismo, conocimientos y unos profundos conocimientos matemáticos. Tenemos que someter a prueba nuestras hipótesis y teorías para saber que hay de cierto en las mismas, y eso es porque la ciencia es ambiciosa, no se conforma con imaginar como es el Universo sino que quiere saber cómo es y por qué es así, desde la más pequeña de las partículas hasta la más recóndita de las galaxias.