Un poco más cerca de la Teoría del todo.

Historia del universo

El descubrimiento de que el universo se expandió mucho más rápido que la velocidad de la luz inmediatamente después del Big Bang, podría acercar a los físicos un poco más a su tan ansiada meta “La Teoría del Todo o Teoría Unificadora”.

El pasado 17 de marzo, un grupo de investigadores anunció el haber detectado la impronta de las ondas gravitacionales en el fondo de microondas cósmico, la antigua luz que surgió en el universo 380 000 años después del Big Bang.

Por lo que si se valida el importante hallazgo, se confirmaría la teoría de la inflación, la cual propone que el cosmos surgió de unas simples fluctuaciones cuánticas para dar lugar a algo de tamaño macroscópico, sólo unas pocas fracciones de segundos después de su nacimiento.

El descubrimiento también ofrece  a los investigadores una nueva ventana al reino de la física extrema, lo que permitirá acotar las ideas que se tienen del modelo de la inflación, a la vez ayudará potencialmente en la incesante búsqueda por concebir un marco teórico que pueda explicar todos los aspectos del universo, según afirma Avi Loeb, físico teórico de la Universidad de Harvard, aunque esto llevará su tiempo.

Explicando el universo

Los físicos se basan en dos diferentes teorías para explicar el universo, la teoría de la relatividad general de Einstein, la cual describe el comportamiento de súper estructuras como estrellas o galaxias, y la mecánica cuántica, la cual trabaja muy bien a nivel subatómico.

Juntas, los dos teorías abarcan las cuatro fuerzas fundamentales del universo; la relatividad general explica la gravedad; mientras que la mecánica cuántica se enfoca en la fuerza nuclear débil, la fuerza nuclear fuerte y el electromagnetismo.

Pero las dos teorías son inherentemente incompatibles, a excepción de sitios con condiciones tan extremas como el interior de un agujero negro, o los instantes inmediatamente posteriores al Big Bang.  Es por ello que los físicos anhelan el encontrar una única teoría que compagine las cuatro fuerzas fundamentales y que trabaje en todos los niveles y condiciones.

Una de las principales candidatas para ser la Teoría del todo, es la teoría de cuerdas, que sostiene que todas las partículas fundamentales que existen en el universo son en realidad  objetos vibrantes unidimensionales, y según afirma el profesor Loeb, el descubrimiento de las ondas gravitacionales podría ayudar a afinar esta idea.   Por ejemplo, muchos físicos teóricos han predicho una versión de “baja energía” para la inflación que no es capaz de originar ondas gravitacionales, pero dado que con este descubrimiento esos modelos han quedado descartados, los físicos que trabajan en la teoría de cuerdas tienen que regresar a la mesa de trabajo y hacer nuevos modelos que sean compatibles con los  nuevos datos.

Física extrema

El nivel de  energía presente durante la inflación pudo ser del orden de  10^16 electronvoltios, aproximadamente 1 billón de veces más fuerte que la toda la energía generada en el más poderoso acelerador de partículas terrestre, el Gran Acelerador de Partículas.  A estos niveles de energía, según afirman los investigadores, la fuerza nuclear fuerte, la fuerza nuclear débil y el electromagnetismo, probablemente estuvieran fusionadas.

El descubrimiento de las ondas gravitacionales, es de fundamental importancia tanto para la física como para la cosmología, puesto que los investigadores no pueden realizar este tipo de experimentos en sus laboratorios dado la extraordinaria cantidad de energía necesaria, así que lo mejor que pueden hacer, es basarse en las pistas que nos ofrece el universo acerca de lo que ocurre cuando se concentran semejantes niveles de energía.

Las ondas gravitacionales primigenias ofrecen a los científicos una forma de asomarse al pasado como nunca antes lo habían hecho, es decir, una billonésima de una billonésima de una billonésima fracción de segundo después del Big Bang.

Mientras que el nuevo descubrimiento supone un punto de inflexión en nuestro entendimiento del universo, los físicos que trabajan en la Teoría del todo, les encantaría mirar un poco más atrás, hasta el primer momento de todo, la época Planck, en la que cree que estaban unificadas las cuatro fuerzas fundamentales.

Los científicos están construyendo una imagen del universo cada vez más precisa, pero aún queda mucho por aprender.  Por ejemplo como apunta Loeb, los investigadores desconocen qué era la substancia que impulsó la inflación, conocida como “inflatón”, y también desconocen la información básica de la misteriosa materia oscura y la energía oscura, las cuales en conjunto componen el 96% del universo.

Aunque estamos observando las primeras etapas del cosmos, donde se encuentran los constituyentes necesarios para explicar los datos que tenemos del universo, no sabemos lo que realmente son, según Loeb, aunque hay algunas islas de conocimiento, están rodeadas por un océano de ignorancia.

Aun así, el profesor cree que la Teoría del todo podría surgir eventualmente, siempre y cuando se continúen realizando observaciones tan relevantes como ésta que guíen el pensamiento de los teóricos.

Ya que como bien afirma Loeb, sólo pensando en ello de forma abstracta, como se ha venido haciendo en las últimas décadas, se llega muchas posibilidades matemáticas,  lo que impide dar con una única teoría que describa toda la realidad.

http://www.space.com/25159-gravitational-waves-theory-of-everything.html

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