La Teoría de Cuerdas, una posibilidad para la unificación de la física.

Ilustración por John Hersey.

Ilustración por John Hersey.

En lo personal creo que una de las más nobles y gratificantes características de la naturaleza humana es la curiosidad, esa imperiosa necesidad de comprender los fenómenos que se suceden a nuestro alrededor, lo que podemos percibir con nuestros sentidos y lo que sólo somos capaces de intuir, tiene el potencial de engrandecer el espíritu que la contiene. De ahí mi pasión por la ciencia, ya que su razón de ser, es la comprensión de todo aquello que nos rodea, y en este sentido la humanidad ha avanzado lenta pero firmemente.

Actualmente a través de dos juegos de fórmulas matemáticas, es posible explicar buena parte de lo que sucede en el universo. Por un lado tenemos la Teoría General de la Relatividad que explica con gran detalle la gravedad, esa fuerza que gobierna el cosmos; y por otra parte tenemos a la Mecánica Cuántica, que revela los extraños fenómenos del mundo de las partículas subatómicas; pero con el inconveniente de que dichas teorías son incompatibles entre sí, algo que ha desconcertado a los científicos desde hace tiempo, y los ha llevado a la incesante búsqueda de una Teoría Unificada, capaz de unir de forma coherente las leyes que gobiernan ambos aspectos de una misma realidad.

Podríamos decir que el primer intento en la búsqueda de una teoría unificada lo dio Isaac Newton al conseguir unir el cielo y la tierra bajo unas mismas leyes. Él comprendió que las mismas leyes que rigen el movimiento de los planetas y la Luna, son las mismas que las que describían la trayectoria del giro de una rueda o la caída de una roca. 200 años después, James Clerk Maxwell llevó la unificación a otro nivel al descubrir que la electricidad y el magnetismo, son dos aspectos de una misma fuerza descrita por un único formalismo matemático. Los últimos dos grandes pasos los dio Einstein, cuando en 1905 unió el espacio y el tiempo al demostrar que al movernos a través del espacio podemos afectar el paso del tiempo y viceversa. 10 años después con su Teoría general de la relatividad, nos ofreció la visión en donde es posible llegar a una gran síntesis de todas las fuerzas de la naturaleza.

En 1930 el mundo de la física cambió cuando Niels Bohr y una generación de intrépidos exploradores se adentraron en un micro reino donde encontraron la Mecánica Cuántica, una enigmática teoría formulada por nuevos y radicales conceptos y reglas matemáticas que resultó bastante espectacular a la hora de predecir el comportamiento de los átomos y las partículas subatómicas, pero que sin embargo resultaba adversa a la formulación de la gravedad de Einstein. Algo contra lo que los científicos han estado luchando infructuosamente desde hace más de medio siglo, en la búsqueda de una única fórmula que sea capaz de describir las leyes que rigen los fenómenos del mundo de lo grande y lo pequeño.

¿Y si unimos ambas teorías con cuerdas?

En diciembre de 1984, John Schwarz del Instituto Tecnológico de California y Michael Green de la Universidad de Queen Mary de Londres, hicieron pública una espectacular teoría en la que planteaban que la Teoría de Cuerdas era capaz de superar el antagonismo matemático entre la relatividad general y la Mecánica Cuántica, despejando así el camino que parecía destinado a alcanzar la tan anhelada Teoría Unificada.

La teoría que subyace en la unificación de cuerdas es tan simple como seductora.

Desde principios del siglo XX se consideraba que los componentes fundamentales de la naturaleza estaban hechos de partículas indivisibles, siendo los principales: los electrones, quarks y neutrinos. Que eran descritos como puntos infinitesimales desprovistos de otros componentes o maquinaria interna.

La teoría de cuerdas desafía esta visión, al postular que en el corazón de cada partícula fundamental se encuentra una diminuta cuerda vibratoria con forma de filamento. Según esta teoría, las diferencias entre una partícula y otra, por ejemplo su masa, carga eléctrica y otras propiedades nucleares, surgen como consecuencia de las diferencias en cómo esas cuerdas internas vibran.

Así como diferentes notas surgen de las vibraciones de las cuerdas de un violoncelo, las diferentes partículas de la naturaleza surgen a partir de las vibraciones de los diminutos filamentos descritos por la teoría de cuerdas.

Una de las cosas que más cautiva a los científicos sobre esta teoría es que sus fórmulas matemáticas son compatibles con la existencia del gravitón, una partícula hipotética que según la física cuántica sería la encargada de transportar la fuerza de gravedad de un lugar a otro. Hecho que llamó la atención de la comunidad de físicos de todo el mundo, porque por primera vez la gravedad y la mecánica cuántica parecían jugar con las mismas reglas, al menos en teoría.

¿Se puede explicar el universo a través de fórmulas matemáticas?

Sin embargo aún queda sin responder la más simple y fundamental de las peguntas, ¿es correcta la teoría de cuerdas?.

Para comprobar la teoría de cuerdas basta con examinar las partículas fundamentales y si se encuentran esas diminutas cuerdas vibratorias se confirma la teoría. ¿Fácil? Pues no tanto, por que resulta que según las fórmulas de esta teoría, estas cuerdas son descritas con un tamaño mil millones de millones más pequeñas que las partículas más pequeñas detectadas por los más potentes aceleradores de partículas. Por lo que sería necesario construir un acelerador del tamaño del Sistema Solar para poder detectar su existencia.

Y para terminar de complicar la situación, los científicos proponen otro hecho matemático, sorprendente y desconcertante. Las ecuaciones de las teorías de cuerdas (y es que existen varias versiones de esta teoría) requieren que el Universo tenga dimensiones extra a parte de las que ya todos conocemos (derecha – izquierda, adelante – atrás, arriba – abajo).

Los teóricos de cuerdas, retomaron una idea desarrollada por primera vez a principios del siglo XX. En aquel entonces los teóricos pensaban que debería existir dos tipos de dimensiones espaciales, por una lado, dos dimensiones grandes y extensamente extendidas que directamente experimentamos; y otras que eran diminutas y que estaban ceñidamente enrolladas, tan pequeñas que ni siquiera nuestros instrumentos más refinados podían revelarlas.

De la misma forma que sucede con una enorme alfombra extendida en la que es necesario ponerse de rodillas para poder apreciar los pequeños rizos que forman su tejido, nuestro Universo debe estar compuesto por tres dimensiones grandes por las que nos desplazamos libremente, pero que además deben de existir dimensiones adicionales, tan diminutas que están fuera de nuestro alcance visual.

En un artículo publicado en 1985 un cuarteto de físicos: Philip Candelas, Gary Horowitz, Andrew Strominger y Edward Witten; propusieron que las dimensiones extra son tan minúsculas que nos resulta imposible detectarlas.

Según ellos, las cuerdas también son tan pequeñas, que cuando vibran ondulan no solo en las tres dimensiones conocidas, sino que también en las dimensiones adicionales. Y que tal como ocurre al tocar una trompa o cuerno francés, donde los diseños vibratorios del aire que producen las diferentes las notas musicales, están determinadas por las curvas del instrumento, los diseños vibratorios de las cuerdas podrían estará determinados por la forma de las dimensiones extra. Es decir las diferentes partículas fundamentales, serían como las notas producidas por una genial partitura de la naturaleza.

Y puesto que esos diseños vibratorios determinan las propiedades de las partículas (masa, carga eléctrica, etc), propiedades que pueden ser detectadas experimentalmente; el cuarteto proponía que si uno era capaz de conocer la geometría precisa de las dimensiones extra, era posible hacer predicciones acerca de los resultados que se podían observar en ciertos experimentos.

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La forma de las dimensiones extra determina la forma de las partículas fundamentales.

Las complicadísimas ecuaciones matemáticas asociadas a esta teoría, proponen que la geometría de las dimensiones ocultas podrían ser algo así como la Piedra Rosetta del universo, conteniendo el código secreto de los componentes fundamentales de la naturaleza.

A mediados de la década de los ochenta sólo se conocía un pequeño número de posibles formas geométricas para las dimensiones extra, pero con los años la lista ha ido creciendo hasta alcanzar cifras impronunciables, y ante esta amplia gama de posibilidades, la teoría de cuerdas se mostraba incapaz de ofrecer una guía sobre cuál forma elegir; y dado que cada forma puede afectar la manera en que las cuerdas pueden vibrar, cada una de estas posibilidades nos lleva hacia un resultado diferente. Por lo que el sueño de extraer predicciones basándose en la teoría de cuerdas rápidamente se desvaneció, aunque no por mucho tiempo…

¿Y si todos los resultados fuesen correctos?

Según uno de los padres fundadores de la teoría de cuerdas, Leornard Susskind, físico teórico de la Universidad de Standford; si las matemáticas no identifican una forma en particular como la correcta para las dimensiones extra debe ser porque tal vez no existe una única forma correcta. Podría ser que todas las formas son correctas, y que por lo tanto existen múltiples universos, cada uno con una forma diferente para las dimensiones extra.

Según su teoría, nuestro universo sería sólo uno dentro de una vasta colección, cada uno con características propias determinadas por la forma de sus dimensiones extra.

Así por ejemplo, en otro universo, la forma diferente de sus dimensiones extra, podría hacer al electrón ligeramente más pesado, o a la fuerza nuclear un poco más débil; cambios que podrían hacer que los procesos quánticos que generan la energía de las estrellas se detengan y se interrumpa la marcha hacia la vida en la Tierra, al menos tal y como la conocemos.

Aunque esta teoría parece ser muy radical, ha sido respaldada por varios sectores de la cosmología y otras teorías que también sugieren que el Big Bang no fue un evento único, sino que existieron innumerables universos en expansión, teoría que se conoce como Teoría de los Multiversos.

La teoría de los universos múltiples redefine la realidad a tal punto que lo que hasta ahora veníamos considerando como verdades universales, pasarían a convertirse en simples reglamentos locales, dictados por la forma particular de las dimensiones extra en esta esquina del multiverso. ¡Fascinante!.

Sin duda la física está en su mejor momento, y con la puesta en marcha nuevamente del Gran Colisionador de Hadrones, tras dos años de pausa y ajustes y escudriñando entre los escombros producidos por las colisiones entre los protones, usando los detectores más complejos hasta ahora construidos, podemos esperar fascinantes hallazgos que nos acerquen un poco más a la comprensión de la realidad.

Investigador

Fuente: http://www.smithsonianmag.com/science-nature/string-theory-about-unravel-180953637/?all&no-ist

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Científicos del Fermilab, ponen a prueba la Teoría del universo holográfico.

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¿Es nuestra realidad sólo una ilusión holográfica? Para algunos puede que la simple pregunta les parezca algo descabellada pero no para los científicos del Laboratorio Nacional Fermi o Fermilab, un laboratorio de física de altas energías que cuenta con el segundo acelerador de partículas más potente del mundo, el Tevatron, ya que actualmente está realizando un experimento único que pretende poner a prueba el principio holográfico.

Vista aérea del Fermilab.  El primer anillo es el Inyector Principal, el segundo es el Tevatrón.

Vista aérea del Fermilab. El primer anillo es el Inyector Principal, el segundo de más de 6 kilómetros de circunferencia,  es el Tevatrón.

Como personajes de un programa de televisión que no saben que su aparente mundo tridimensional sólo existe en una pantalla bidimensional, nosotros podríamos estar ignorando que nuestro espacio tridimensional es sólo una ilusión. La información de todo lo que existe en el universo podría en realidad estar codificada en pequeños paquetitos bidimensionales.

Si se acercan lo suficiente a la pantalla del televisor verán píxeles, pequeños puntos de información que si nos alejamos forman una imagen continua. Los científicos piensan que la información en el Universo podría estar almacenada de igual forma, y que el tamaño de cada pixel que forma el espacio, sería 10 billones de billones de veces más pequeño que un átomo.

Según lo explica Craig Hogan, director del Centro de Astrofísica de Partículas del Fermilab, y desarrollador de la Teoría del Ruido Holográfico, lo que se está buscando es saber si el espacio-tiempo es un sistema cuántico como lo es la materia. Y de llegar a confirmarse, esto cambiaría completamente la forma en cómo veníamos percibiendo el Universo durante miles de años.

La teoría cuántica sugiere que es imposible saber al mismo tiempo la locación exacta y la velocidad de las partículas subatómicas. Si el espacio está formado por una especie de bits bidimensionales, con una información limitada sobre la ubicación exacta de los objetos, entonces el espacio mismo, podría estar incluido dentro de esta teórica de la incertidumbre.  De igual forma que la materia continúa vibrando (en forma de ondas cuánticas), aún cuando está congelada a cero absoluto, este espacio digitalizado debería producir vibraciones aún en su estado más bajo de energía.

Esencialmente lo que el experimento pretende es probar la habilidad del universo de almacenar información. Si hay un grupo de bits que te dice dónde está algo, eventualmente resultará imposible encontrar más información específica sobre la localización, al menos en principio. El instrumento que se está utilizando para encontrar estos límites es el Interferómetro Holográfico, o también conocido como el Holómetro del Fermilab, el instrumento más sensible que se ha creado para medir la vibración del espacio mismo.

Ahora que está operando a su máxima capacidad, el Holómetro usa un par de interferómetros colocados uno cerca del otro. Cada uno envía un rayo de láser de un kilowatt (equivalente a 200 000 punteros láser) hacia un bifurcador de rayos y luego hacia dos brazos perpendiculares de 40 metros. La luz es entonces reflejada nuevamente hacia el bifurcador láser donde los dos rayos se recombinan, creando fluctuaciones y destellos en caso de haber movimiento. Los investigadores analizan estas fluctuaciones en la luz de retorno para ver si el rayo bifurcador se mueve en alguna dirección, siendo llevado por la vibración del espacio mismo.

Un científico del Fermilab trabaja con los rayos láser en el corazón del  Holómetro; el cual usará dos interferómetros láser idénticos para probar si el Universo es un holograma bidimensional.

Un científico del Fermilab trabaja con los rayos láser en el corazón del Holómetro; el cual usará dos interferómetros láser idénticos para probar si el Universo es un holograma bidimensional.

El ruido holográfico, se espera que este presente en todas las frecuencias, pero los científicos deben estar alertas para no ser engañados por otras fluctuaciones creadas por otras fuentes. El Holómetro está analizando una frecuencia tan alta (millones de ciclos por segundo) que los movimientos normales de la materia no deberían causar problemas. Sin embargo el ruido de fondo dominante se debe a menudo a las ondas de radio emitidas por los aparatos eléctricos cercanos. Sin embargo este experimento está diseñado para identificar y eliminar este ruido proveniente de fuentes convencionales.

Como apunta el físico del Fermilab, Aaron Chou, director del proyecto del Holómetro, “si se encuentra ruido que no se puede eliminar, significaría que se podría haber detectado algo fundamental acerca de la naturaleza, el ruido intrínseco del espacio-tiempo, lo cual sería un momento muy emocionante para la física. Un resultado positivo abrirá toda una nueva serie de cuestionamientos acerca de cómo el funciona el espacio.”

Se espera que este experimento comience a dar los primeros datos el próximo año.

En este experimento trabajan 21 científicos y estudiantes del Fermilab, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, la Universidad de Chicago, y la Universidad de Michigan.

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

Las ondas gravitacionales primigenias respaldan la teoría de la inflación cósmica.

Inflación Cósmica

A principios de esta semana se anunció la detección del débil eco del Big Bang por científicos del telescopio BICEP2 localizado en el Polo Norte, lo que nos ofrece la primera evidencia contundente de la inflación cósmica, cuando el universo pasó de ser un diminuto punto a una densa bola con más de 1090 partículas de forma casi instantánea.

Inflación vrs explosión

La teoría de la inflación cósmica fue propuesta por primera vez en 1980 por el físico Alan Guth, y como según él mismo lo explicó en una entrevista para el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), en donde actualmente es profesor de física, esta teoría describe el mecanismo de propulsión que llevó al universo a un periodo de tremenda expansión conocido como el Big Bang.

Sin embargo, como explicó el profesor Guth, la teoría del Big Bang no describe cómo se produjo el gran estallido, sino lo que sucedió después, cuando el universo ya era caliente y denso, y se estaba expandiendo a gran velocidad; describe cómo el universo se fue enfriando por la expansión, y cómo la expansión fue desacelerándose por la fuerza de atracción de la gravedad.

El profesor Guth, con su teoría de la inflación propone que la expansión del universo se produjo por una forma de gravedad que contraria a la fuerza de gravedad convencional, presentaba una fuerza repelente.

La gravedad no siempre atrae

Según Newton, la gravedad es básicamente una fuerza de atracción, pero esto cambió cuando Einstein propuso la teoría de la relatividad general, que describe a la gravedad como una distorsión del espacio-tiempo,  y que permite la posibilidad de una fuerza de gravedad repulsiva.

Las modernas teorías de partículas sugieren que en condiciones de energía extrema, deben existir formas de materia capaces de crear fuerza de gravedad repulsiva.  Y la teoría de la inflación a su vez propone que al menos una pequeña área del universo temprano, estaba lleno de este material de gravedad repulsiva.

El primer espacio creado debió de ser increíblemente pequeño, tal vez de sólo 10-24  centímetros, 100 mil millones de veces más pequeño que un protón.  Este diminuto espacio comenzó a expandirse exponencialmente por la influencia de la gravedad repulsiva, doblando su tamaño cada 10-37 segundos, y para comenzar a tener las características de nuestro universo visible, debió de duplicar su tamaño al menos 80 veces, hasta alcanzar un centímetro de diámetro.

Durante el periodo de expansión exponencial, la materia ordinaria comenzó a dispersarse al disminuirse su densidad casi por completo.  Sin embargo, no sucedió lo mismo con la gravedad repulsiva que puede mantener una densidad consistente mientras se expande, ¡no importa cuánto se expanda!.  Aunque ciertamente esto es una evidente violación al principio de la conservación de la energía, esta particularidad depende de una peculiar cualidad de la gravedad, y es que la energía de un campo gravitatorio es negativa.

Mientras un área se expande con una densidad constante, se crea más y más energía en forma de materia.  Pero al mismo tiempo, más y más energía negativa aparece en forma de campo gravitacional, llenado esa región del espacio, lo que hace que la energía total permanezca constante.

Según el profesor Guth, es posible que la energía total del universo sea exactamente cero, ya que la energía positiva de la materia es cancelada por la energía negativa de la gravedad.

En algún momento la inflación se detuvo, porque el material de gravedad repulsiva se volvió altamente inestable y se comenzó a descomponer en partículas ordinarias, produciendo una especie de sopa hirviente de partículas que forman el punto desde donde comienza el Big Bang; pero aunque la gravedad repulsiva se haya apagado, el universo continuará expandiéndose durante los próximos miles de millones de años consecuencia de la energía residual de la gravedad repulsiva.

Por lo tanto, la inflación es una precuela de la era a la que los cosmólogos llaman el Big Bang, aunque desde luego esto ocurrió después del origen del universo, que también suele ser llamado el Big Bang.

Evolución del universo

Evolución del universo

El universo no se originó con una explosión, ya que una explosión ordinaria presumiblemente hubiese dejado un universo muy manchado e irregular y el universo temprano, por lo que los científicos pueden observar a través del destello de la radiación de fondo de microondas cósmicas (CMB) era increíblemente uniforme, con una densidad de masa constante cerca de una parte por cada 100 000.

Las pequeñas zonas no uniformes que existieron fueron ampliadas por la gravedad, en los sitios donde la densidad era ligeramente más alta que la media, se produjo un campo gravitacional más fuerte que el promedio, el cual jaló a más materia, creando un campo gravitatorio aún mayor.

Y fueron precisamente esas zonas de no uniformidad remanentes de la inflación, lo que posteriormente  y según la teoría cuántica, dio origen a la formación de las galaxias, las estrellas y toda la estructura del universo.

Cuando la nada se convierte en algo

La teoría del campo cuántico, sugiere que a escalas de distancia muy corta, todo está en estado de constante agitación.  Si pudiésemos observar el espacio vacío con una enorme y poderosísima lupa, podríamos ver el campo eléctrico y magnético sometidos a fuertes oscilaciones, en donde los electrones y los positrones surgen del vacío para luego desaparecer rápidamente;  y fue el efecto de la inflación con su fantástica expansión lo que produjo el estiramiento de esas fluctuaciones cuánticas a proporciones macrocósmicas, dejando una impronta en el tejido del universo conocida como ondas gravitacionales primigenias.

El estiramiento producido por la inflación también incide sobre la geometría del espacio mismo, el cual acorde a la teoría de la relatividad general, es flexible, puede ser comprimido, estirado e incluso retorcido.  La geometría del espacio también fluctúa a pequeña escala, debido a física de la teoría cuántica, y la inflación también estira esas fluctuaciones, produciendo las ondas gravitacionales en el universo temprano.

Este nuevo hallazgo, es una medición de estas ondas gravitacionales con un gran nivel de certeza.  Pese a no ver las ondas directamente, los científicos han sido capaces de construir un mapa detallado de la polarización de la radiación de fondo de microondas cósmicas en un área del cielo y han observado un patrón de turbulencia en la polarización llamado modos-B.

El patrón de polarización de la radiación de fondo de microondas (CMB), se descompone en dos componentes, los modos-E, en analogía al campo electrostático, y los modos-B, en alusión al campo magnético.

Aunque los cosmólogos creen que existen dos tipos de modos-B, unos consistentes con la inflación y las ondas gravitacionales del universo temprano; y otros generados por la influencia de los lentes gravitaciones en el universo reciente, hay razones para creer que los modos-B  detectados fueron producidos durante el proceso de inflación del universo, esto porque las ondas gravitacionales primigenias tienden a estar en escalas angulares más grandes, lo que ha permitido a los científicos del BICEP2 el diferenciarlas de aquellas  producidas por los lentes gravitacionales en el universo reciente.

Importancia del hallazgo

Esta es la primera vez que se detectan indicios de las ondas gravitacionales, y también es la primera vez que se observan las propiedades cuánticas de la gravedad.

La importancia de este hallazgo es enorme, primero porque ayuda a confirmar la teoría de la inflación, porque por lo que hasta ahora sabemos, sólo la inflación es capaz de producir este tipo de ondas gravitacionales; segundo, nos puede decir detalles de la inflación que aún no sabemos. En particular la densidad energética del universo al momento de la inflación, lo cual es algo que hasta entonces tenía un amplio rango de posibilidades y al determinar la densidad energética del universo al momento de la inflación, se podrá precisar cuál de todas las teorías de la inflación es la correcta.

Este descubrimiento no es el final de la historia, ya que abre una nueva ventana para comprender mejor el cosmos.  Ahora que se han hallado los modos-B, tanto el BICEP2 como otros colaboradores podrán estudiarlos, y esto nos dará una nueva herramienta para estudiar el comportamiento del universo temprano, incluyendo el proceso de la inflación.

Aunque el profesor Guth nos recuerda que, como en todo experimento científico, aún debemos esperar para que otros grupos de científicos confirmen el hallazgo antes de darlo por válido, sin embargo el grupo de científicos que ha trabajo en su detección, ha sido extremadamente cuidadoso, y el resultado parece ser bastante nítido, por lo que es probable que se llegue a validar.

¿Porqué Stephen Hawking dice que los agujeros negros no existen?

Agujero negro

El mes pasado pudimos encontrar en arXiv un artículo escrito por Stephen Hawking con el extravagante título: “La conservación de la información y el pronóstico del tiempo para los agujeros negros”, en el cual el eminente científico dejaba entrever que los agujeros negros no existen, al menos tal y como los entendemos.

Recordemos que uno de los aportes más importantes que ha hecho Stephen Hawking a la ciencia, es la teoría de que los agujeros negros con el paso del tiempo pueden evaporarse, a este fenómeno se le conoce como radiación de Hawking.

En este artículo Stephen Hawking ha sacado a la luz una compleja paradoja que ha estado inquietando a los físicos por casi dos años.

Recordemos que una de las ideas fundamentales de la física, la Teoría de la relatividad general de Einstein, contradice lo que dice otro de los pilares fundamentales de esta ciencia, la dinámica cuántica; y aunque ambas teorías se mueven en mundos muy diferentes de la física, existe un ambiente en donde ambas convergen, el extremo remolino gravitatorio de un agujero negro.

Lo que  hace que un agujero negro sea negro, es su horizonte de sucesos. De  forma simple, podemos describir al horizonte de sucesos como el punto en el cual la luz no puede escapar del gigantesco abrazo gravitacional de la singularidad de un agujero negro; y es precisamente el hecho de que ni siquiera la luz pueda escapar, lo que hace que el agujero negro luzca como una esfera negra en el espacio, como una especie de autopista de un solo sentido en donde todo puede entrar pero nada puede salir.

 

La paradoja del horizonte de sucesos

En un universo gobernado por las leyes de la relatividad general, un astronauta que se adentrara en un agujero negro, no sentiría nada anormal mientras atraviesa el horizonte de sucesos, pues no es sino hasta mucho más tarde cuando comenzaría a ser destrozado por las inmensas fuerzas gravitatorias.

Sin embargo, el universo cuántico parece contradecir este tranquilo horizonte de sucesos.  En 2012, un grupo de físicos liderados por Joseph Polchinski de la Universidad de California en Santa Bárbara, propuso que si los agujeros negros no destruyen información, algo en lo que Stephen Hawking está de acuerdo, y que la información puede escapar del agujero negro a través de la radiación de Hawking, debe necesariamente existir un furioso inferno dentro del horizonte de sucesos que se conoce como muro de fuego o firewall.

Y es que según  la teoría cuántica, el horizonte de sucesos sería una región de alta energía, una especie de muro de fuego que quemaría completamente todo lo que en él se adentrara.  Sin embargo esto contradice lo que nos dice la teoría de la relatividad, sobre que alguien en caída libre debería percibir las leyes de la física de forma idéntica a como lo haría cualquier persona en cualquier lugar del Universo, sea flotando en el vacío del espacio intergaláctico o cayendo dentro de un agujero negro, por lo que según la teoría de Einstein, el horizonte de sucesos debería ser un lugar  sin nada en particular.

La solución de Hawking

Para Stephen Hawking existe una tercera opción en donde los principios de la mecánica cuántica y de la teoría de la relatividad general permanecen intactos, él propone que los efectos cuánticos alrededor del agujero negro hacen que el espacio-tiempo fluctúe tan salvajemente que hacen imposible la existencia de una superficie limítrofe bien definida, sea esta un muro de fuego o un horizonte de sucesos; y que en su lugar propone la existencia de un horizonte aparente, una superficie en la que la los rayos de luz que intentan escapar del núcleo del agujero negro permanecen en suspensión.

Para la relatividad general el horizonte aparente y el horizonte de sucesos son idénticos, porque la luz que intenta escapar del agujero negro sólo puede llegar a los límites del horizonte y será retenida ahí, como en si estuvieran en una máquina para correr.

Sin embargo, los dos horizontes pueden en principio diferenciarse, ya que si más materia es succionada por el agujero negro, su horizonte de sucesos crecerá mucho más que su horizonte aparente. Y al desprender lo que se conoce como radiación de Hawking, el horizonte de sucesos podría en teoría hacerse más pequeño que el horizonte aparente.

Según la nueva propuesta de Hawking, el horizonte aparente es el límite real, la ausencia de un horizonte de sucesos significa según lo expuesto en su artículo, que “no existen los agujeros negros en el sentido de que la luz no puede escapar hacia el infinito”.

Para Don Page, físico experto en agujeros negros de la Universidad de Alberta en Edmonton, Canadá y que colaboró con Hawking en los años 70, aunque parezca algo radical el proponer la inexistencia de un horizonte de sucesos, existen condiciones cuánticas tan extremas y hay tanta ambigüedad acerca de lo que es en realidad el espacio-tiempo, que es difícil que exista una región definida que pueda ser demarcada como un horizonte de sucesos.  Sin embargo cuestiona que se pueda dejar de lado la paradoja del muro de fuego, ya que la presencia de aunque sea un efímero horizonte aparente, podría darnos los mismos problemas que un horizonte de sucesos.

Al igual que un horizonte de sucesos, un horizonte aparente también pude disolverse eventualmente, dejando abierta la puerta a que en principio todo es posible de escapar de un agujero negro.  Aunque Hawking no especifica en su artículo cómo es que un horizonte aparente se disuelve, Page especula que cuando se ha encogido hasta alcanzar ciertas dimensiones que permita que tanto la mecánica cuántica y la gravedad se combinen, es posible que se desvanezca.  En este punto, lo que una vez estuvo atrapado dentro del agujero negro, puede ser liberado, aunque no en muy buen estado.

Si Hawking está en lo correcto, la materia estaría atrapada en los agujeros negros, sólo de forma temporal, detrás de este horizonte aparente, el cual gradualmente se encogerá, pero sin llegar a colapsar en el centro.  La información contenida en él no será destruida, pero estará tan revuelta que si escapara a través de la radiación de Hawking, tendrá una forma tan diferente que resultaría casi imposible saber qué eran los objetos que fueron devorados por el agujero, sería como bien apunta Page, “aún peor que intentar reconstruir un libro a partir de sus cenizas”.  En su artículo, Hawking lo compara a intentar predecir el tiempo, que en teoría es posible pero en la práctica es muy difícil hacerlo con exactitud.

Polchinski, sin embargo es escéptico respecto a la existencia de agujeros negros sin un horizonte de sucesos, porque para él, las fluctuaciones espaciotemporales que se necesitan para borrar el horizonte de sucesos constituyen un fenómeno muy inusual en el Universo, algo que no se ha podido observar en nuestro universo cercano, y muy raro a escalas mayores.

La mayoría de estos debates teóricos son muy difíciles de comprender y el resultado de sus cálculos hoy en día son imposibles de demostrar experimentalmente.  Sin embargo estos se fundamentan en la creciente inquietud que sienten los físicos por la incompatibilidad entre la teoría de la relatividad general y la dinámica cuántica, en particular en lo que concierne a como al papel de la gravedad en el mundo cuántico, el cual es un problema que no puede ser resuelto con el conocimiento que actualmente tenemos.

Una completa explicación del proceso, según Hawking, requerirá una teoría que exitosamente combine la gravedad con las otras fuerzas fundamentales de la naturaleza, pero eso es algo que ha eludido a la física por casi una década.

Para más información:

http://www.nature.com/news/stephen-hawking-there-are-no-black-holes-1.14583

¿Vivimos dentro de un holograma? El principio holográfico y la teoría de cuerdas.

SEGUNDA PARTE.

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La paradoja entre entropía y agujeros negros

Teniendo en cuenta estas propiedades de la entropía, resulta muy extraño lo que sucede en el interior de un agujero negro, ¿cómo es posible que todo lo que cae en él termine reduciéndose a simplemente masa, carga eléctrica y velocidad de rotación? Es como si la materia desapareciera en su interior y como esto simplemente no puede ser, los físicos han pensado que a lo mejor la información quedaba almacenaba su  horizonte y que por tanto estamos ante un holograma, en donde la cantidad de información que puede ser almacenada no depende del volumen  (3 dimensiones: longitud, amplitud y profundidad), sino del área ( 2 dimensiones: longitud y amplitud).  Esta idea la propuso el físico mexicano Jacob D. Bekenstein, al notar la similitud entre lo que sucede en horizonte de sucesos de un agujero negro y la entropía.

 Agujero Negro

El principio holográfico y la radiación de Hawking

Uno de los principales aportes a la ciencia y en consecuencia la humanidad, que ha hecho el físico británico Steven Hawking es la predicción teórica de que los agujeros negros emiten radiación.

Ahora sabemos que el espacio vacío en realidad está impregnado de energía que no siempre es constante, a ese fenómeno se le conoce como fluctuaciones cuánticas del vacío, estas fluctuaciones de energía dan lugar a la creación por brevísimos instantes a pares de partículas virtuales, (partículas y antipartículas).

Una partícula virtual es aquella que existe por un periodo de tiempo tan corto que infringe la ley de conservación, es decir aparece y desaparece de la nada. Una antipartícula es básicamente una partícula gemela, por cada partícula fundamental existe otra  con igual masa, mismo espín pero diferente carga eléctrica, por ejemplo, la antipartícula del electrón es el positrón, que viene a ser una especie de electrón pero con carga positiva.

Dentro de la intensa concentración de gravedad (energía) en un agujero negro, esos pares de partículas pasan de ser virtuales a ser reales, (su existencia se prolonga un poco más en el tiempo).  Cuando  estos pares de partículas se forman dentro del horizonte de sucesos, sucede que la partícula entra en contacto con su anti-partícula y ambas terminan destruyéndose,  devolviendo al agujero negro la energía usada para su creación.  Pero existe la posibilidad de que justo en el límite del horizonte de sucesos se formen esos pares de partículas, quedando una dentro y la otra fuera de la influencia gravitatoria del agujero negro, por lo que uno de los componentes del par podría escapar y parte de la energía del agujero negro escaparía con ella, lo que tiene como consecuencia la emisión neta de radiación por parte del agujero negro y por consiguiente una reducción de su  masa.  A este curioso fenómeno se le conoce como radiación de Hawking.  Si esto sucede continuamente tenemos que a través de miles de millones de años el agujero negro terminaría por evaporarse.

Este descubrimiento trajo consigo una interesante conclusión, si los agujeros negros emiten radiación (energía),  tienen temperatura y por lo tanto tienen entropía.  De hecho son considerados como los sistemas de máxima entropía.

Así combinando la idea de Bekenstein con el fenómeno de la radiación de Hawking, tenemos que es posible calcular la entropía de un agujero negro la cual es equivalente al área de su horizonte de sucesos.  Aunque un agujero negro gobierna una región tridimensional del espacio, la información que contiene depende del área de su horizonte de sucesos, no de su volumen.

Pues bien, sabiendo esto,  aparte de quedarnos  claro que los agujeros negros son objetos muy extraños, también tenemos los elementos básicos para comprender el fenómeno holográfico a los que dan lugar.

Sabemos que la información (energía), se puede manifestar físicamente, sea en forma de trozo de leña, enciclopedias, personas, etc.  Y puesto que la energía es equivalente a la masa (E=mc2),  al concentrar información en un área equivale a concentrar masa.  Si usted pudiera concentrar demasiada información/masa en un espacio diminuto, terminaría creando un agujero negro, ya  que existe un límite respecto al contenido de información que se puede almacenar en una región del espacio que no sea un agujero negro, (si se excede ese límite se formará un agujero negro).  A este límite se le conoce como frontera de Bekenstein.

En los sistemas que nos rodean la entropía aumenta con el volumen (3D), pero en los agujeros negros aumenta si aumenta su área (horizonte de sucesos bidimensional).  Esto nos recuerda mucho a un holograma.

Teoría del horizonte

Todos hemos visto un holograma, esos dibujos que parecen flotar dentro de unos cuadros plateados  en las tarjetas de crédito y en algunos billetes; y podríamos definirlos como estructuras de dos dimensiones que guardan información de la estructura tridimensional de un objeto.  Lo que genera la sensación de 3D es la luz que al reflejarse de determinada forma en ese objeto nos da ofrece la visión de una realidad diferente de la realidad.

Podemos concluir que un sistema de dos dimensiones y otro de tres son análogos respecto a la información que contienen; a esto se le conoce como principio holográfico.  Y eso es  precisamente lo que sucede en un agujero negro, la información de todo lo que contiene se graba en el espacio bidimensional de su horizonte de sucesos y al ser bañado con luz se expresa en tres dimensiones.

En 1995 el físico teórico Leonard Susskind redefinió la teoría de cuerdas al añadirle el principio holográfico como pilar central, y en 1997 un joven físico de 29 años, Juan Maldacena,  propuso la primera descripción del universo holográfico.

El universo que nos propone Maldacena es un universo muy particular que en nada se parece al que percibimos con nuestros sentidos, para él se trata de un holograma en donde todo lo que sucede puede ser descrito por una teoría física que sólo está definida en su horizonte.  A esto también se le conoce como teoría del horizonte (Boundary Theory).  Aquí el enigma de la gravedad cuántica estaría resuelto  por el simple hecho de que la gravedad no existe, pero puede ser percibida como parte de la ilusión holográfica.

El espaciotiempo curvo

Para entender el modelo de universo que propone Maldacena, repasemos un poco de geometría.  Recordemos que las curvas vienen en dos formas, negativas y positivas.  La forma más simple de curvatura positiva es la esfera; mientras que la forma más simple de curvatura negativa es la hipérbola, la cual se puede definir como un espacio con una curvatura negativa constante.

Hipérbola

Las figuras hiperbólicas han fascinado tanto a artistas como a científicos, el brillante diseñador gráfico holandés Maurits Cornelis Escher ha diseñado hermosas representaciones de espacios hiperbólicos.

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Esta figura representa  un mapa plano de un espacio con curvatura negativa, en este tipo de representaciones la ruta más corta entre dos puntos no corresponde a una línea recta sino a una curva.  La forma en la que los peces se van haciendo más y más pequeños es sólo un artilugio para representar como el espacio curvo está comprimido para caber en la hoja de papel, pero en realidad son todos de igual tamaño.  Un ser que viviera en este mundo hiperbólico, no notaría ninguna distorsión en el tamaño de los peces, de hecho para llegar hasta el límite del círculo tendría que caminar por infinidad de copias de igual tamaño de estos peces. Para este ser hiperbólico, el horizonte del círculo estaría infinitamente lejos.

Sin embargo, una representación gráfica más real de este mundo hiperbólico sería imposible de dibujar debido a su forma extremadamente retorcida.  Pequeñas regiones de este plano tendrían formas como de silla de montar.

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Para incluir el tiempo en una representación del espacio, los físicos pueden de igual forma considerar el espaciotiempo con una curvatura negativa o positiva.

La forma más simple de espaciotiempo con curvatura positiva es el espacio de Sitter (Sitter space).  Llamado así en honor al matemático, físico y astrónomo holandés Willen de Sitter.  Muchos cosmólogos creen que el universo en una etapa  temprana era muy similar al espacio de De Sitter y piensan que en un futuro muy lejano, volverá a ser así, debido a la aceleración cósmica.

De Sitter

La forma más simple de espaciotiempo con curvatura negativa es el espacio anti De Sitter (anti De Sitter space), similar a un espacio hiperbólico con la excepción de que también tiene una dirección de tiempo.  A diferencia de nuestro universo el cual se expande, el espacio anti De Sitter ni se expande  ni se contrae, a pesar de esta diferencia, el espacio anti De Sitter resulta muy útil a la hora de intentar elaborar teorías cuánticas de espaciotiempo y gravedad.

El espacio anti De Sitter.

Tal y como lo describe el propio profesor Maldacena en la revista Scientific American (noviembre de 2005), si nos imaginamos el espacio hiperbólico como un de los discos dibujados por  M.C. Escher, entonces el espacio anti De Sitter sería como una pila de estos discos formando un cilindro sólido, y el tiempo correría a lo largo del cilindro.

Cilindro

La física en este tipo de espacio tendría características muy particulares, se podría experimentar la gravedad, si se arrojara un objeto este regresaría, pero sorprendentemente,  el tiempo requerido para que el objeto regrese no dependerá lo fuerte que se haya arrojado.  La diferencia radica en que al arrojarse con mayor fuerza, recorrerá más distancia para regresar al punto de partida.  Si usted  envía un rayo de luz dentro de este particular espacio (viajando a la máxima velocidad posible), el rayo alcanzaría el infinito  y regresaría a usted en un periodo de tiempo finito; esto porque el objeto experimentaría una especie de contracción del tiempo cada vez más grande conforme se va alejando de usted.

 El holograma

El espacio anti De Sitter a pesar de ser infinito tiene un límite localizado más allá del infinito.  Para dibujar este horizonte los físicos y matemáticos usan una escala distorsionada de la distancia  similar a la usada en el disco de M.C. Escher, para contraer una distancia infinita en un espacio finito.

Según el profesor Maldacena, este horizonte es como el límite del cilindro en la figura anterior, tendría dos dimensiones, una de espacio (orbitando alrededor del cilindro) y otra de tiempo (que corre a lo largo).  En el espacio anti De Sitter de 4 dimensiones, el límite tendría 2 dimensiones espaciales y una dimensión temporal.  Justo como sucede con la representación del disco de M.C. Escher, el límite del espacio de anti De Sitter de 4 dimensiones tendría forma de esfera en cada momento.  En este límite es donde yace la teoría holográfica.

De forma simplificada esto significa que la teoría de la gravedad cuántica en el interior del espaciotiempo de anti De Sitter, resultaría equivalente a la teoría de la mecánica cuántica tradicional de las partículas que vivirían en el horizonte de este universo.  De comprobarse esta equivalencia, se podría usar la mecánica cuántica (que está relativamente comprendida) para definir a la gravedad cuántica (que no lo está).

El profesor Maldacena nos propone esta analogía, es como tener dos copias de una misma película, una en formato celuloide, y otra en un disco compacto.  La primera copia está en un formato lineal en una cinta de celuloide en donde cada marco corresponde a una escena de la película, y la segunda copia está en un disco bidimensional con anillos de puntos magnetizados que forman una secuencia de ceros y unos, y sin embargo ambos formatos describen a la misma película.

De forma análoga la teoría del horizonte de partículas se asemeja a la teoría de partículas en ausencia de gravedad.  De forma como en disco compacto, las imágenes sólo emergen cuando cada punto de información es procesado de cierta manera; en la teoría del horizonte de partículas, la gravedad cuántica y la dimensión extra aparecen cuando las ecuaciones son analizadas de la forma adecuada.

Al decir que ambas teorías son equivalentes, el profesor Maldacena quiere decir que por cada ente que existe en la teoría tradicional, existe otro equivalente en la teoría del horizonte.  Sin embargo ambos entes serían muy diferentes a su contraparte, por ejemplo un ente del interior de este universo, se podría ver como una única partícula; mientras que su contraparte del horizonte, correspondería a toda una colección de partículas, consideradas como una sola entidad.  Además si dos partículas tienen un 40% de posibilidades de colisionar en el interior, las dos colecciones de partículas correspondientes del horizonte, también tendrían el 40% de posibilidades de colisionar.

La teoría del horizonte y la teoría de cuerdas.

Gerard´t Hoof de la Universidad de Utecht, en 1974 predijo que los gluones, (bosones que mantienen unidos a los quarks dentro de los protones y neutrones), formaban cadenas que se comportaban de forma similar a las cuerdas descritas en la teoría de cuerdas.

La verdadera naturaleza de las cuerdas es aún desconocida, pero en 1981, Alexander M. Polyakov, profesor de la Universidad de Princeton, propuso que las cuerdas vivían en un espacio dimensional más alto que el de los gluones.  En las teorías holográficas, ese espacio dimensional más alto, está en el interior de espacio anti De Sitter.

Para comprender el origen de las dimensiones extra, el profesor Maldacena nos sugiere comenzar por considerar una de las cuerdas que da origen a un gluón en el horizonte de nuestro espacio imaginario.  Esta cuerda tiene espesor, el cual está relacionado con la cantidad de gluones que se encuentran esparcidos en su interior.  Las cuerdas de más finas se ubican cerca del horizonte, mientras que las cuerdas de mayor grosor se encuentran más alejadas.  Desde la perspectiva de un observador ubicado dentro del espaciotiempo, las cuerdas a pesar de tener diferente grosor, lucen como cuerdas finas en ubicadas en diferentes locaciones radiales.  El número de interacciones que se producen dentro del horizonte, determina el tamaño de su interior (el radio en el disco de Escher).

Cuerdas

Así esta correspondencia holográfica, conocida también como Conjetura anti De Sitter / Teoría de campos conformesAdS/CFT, por sus siglas en ingés;  no es sólo una alocada posibilidad para definir la gravedad cuántica, sino que también sirve para conectar la teoría de las cuerdas (que es el estudio más elaborado para entender la gravedad cuántica), con las teorías de quarks y gluones, que son los pilares en los que se basa la física de partículas.

¿En qué nos afecta todo esto?

Como ya nos advierte el propio Maldacena, su modelo no es más que eso, un modelo de universo, aún no podemos determinar si realmente vivimos en el interior de una proyección holográfica, los estudios realizados por Yoshifumi Hyakutake y colegas de la Universidad de Ibaraki en Japón,  a los que se hace referencia al principio de esta entrada y que dieron lugar a varios titulares donde se afirmaba que posiblemente nuestra realidad sea un holograma, lo que en realidad confirman es que:

  1. La descripción de los agujeros negros es esencialmente holográfica, que
  2. Corresponde a la Conjetura anti De Sitter/Teoría de campos conformes o AdS/CTF.

Pero de forma alguna significa que nuestro realidad sea un holograma, según concluye el profesor Maldacena, “la prueba numérica de que estos sistemas sean idénticos, nos da esperanza de que las propiedades gravitacionales de nuestro universo puedan algún día ser explicadas a través de un modelo más simple de cosmos, en términos puramente cuánticos”.

Todavía es mucho lo que desconocemos acerca de la realidad, por lo es temprano para dar por verdadera una teoría que trate de explicarla, pero a la vez resulta prepotente el descartar cualquier posibilidad basándonos únicamente en lo que ahora sabemos.  Lo único que podemos decir es que parece que la realidad es mucho más interesante, extraña y fascinante de lo que podemos imaginar.

 

Fuentes:

http://arxiv.org/pdf/1311.5607v1.pdf

http://arxiv.org/pdf/1311.7526v1.pdf

Más información:

Scientifi American Noviembre, 2005. “The illusion of gravity”. Maldacena, Juan.

http://plus.maths.org/content/illusory-universe