Los científicos proponen la gravedad cuántica para explicar el nacimiento del universo

Pesquisadores liderado por Niayesh Afshordi, de Universidade de Waterloo, presentó una nueva teoría que podría resolver uno de los mayores misterios de la física: qué pasó en los primeros momentos de Big Bang. La propuesta, denominada Gravidade Quântica Quadrática, desafía la relatividad general de Einstein al sugerir que la gravedad, cuando se extiende a energías extremadamente altas, puede explicar el nacimiento del cosmos sin la necesidad de infinitas singularidades.

La relatividad general, desarrollada hace más de un siglo, funciona perfectamente en muchas situaciones. Pero falla estrepitosamente cuando se aplica a Big Bang. En el momento Naquele, la teoría predice condiciones imposibles: densidad, curvatura y temperatura infinitas. Segundo Afshordi, esto indica que Einstein dejó algo fuera de su ecuación.

Lo incompleto de la gravedad clásica.

La teoría tradicional Big Bang comienza con la gravedad de Einstein y luego agrega ingredientes adicionales, principalmente un hipotético “campo de inflación”, para explicar la rápida expansión inicial del universo. Es como tapar un agujero en una teoría inadecuada.

El trabajo del equipo se pregunta si parte de este comportamiento podría provenir directamente de la gravedad misma, una vez que se extiende para trabajar a energías extremadamente altas. En lugar de tratar a Big Bang como un punto donde las ecuaciones fallan, los investigadores estudian una teoría en la que la gravedad ya contiene los ingredientes necesarios para describir esta fase ultra primordial de manera consistente.

Afshordi explicó el concepto de “integridad ultravioleta”: una teoría que permanece completa y autoconsistente incluso a energías arbitrariamente altas. La extensión propuesta por el equipo recupera un modelo de inflación cósmica temprana y al mismo tiempo elimina potencialmente el concepto problemático de una singularidad temprana.

Como la teoría funciona

Gravidade Quântica Quadrática redefine fundamentalmente cómo entendemos la fuerza que gobierna el cosmos en sus escalas más pequeñas. La teoría se ajusta muy bien a los datos observacionales actuales, en algunos casos mejor que muchos modelos inflacionarios estándar.

Lo que más sorprendió a los investigadores fue la naturalidad con la que surgió una fase similar a la inflación una vez que la teoría fue tratada en un contexto consistente de alta energía. Normalmente, los científicos piensan que la inflación es algo que debe sumarse a la gravedad. Aqui, surge naturalmente de la propia gravedad.

Leia Também

Mujer denuncia trauma tras ser grabada en actos sexuales sin consentimiento en su casa

Los jugadores de New York Red Bulls viven con sus padres a pesar de los salarios profesionales

Los iPod clásicos recuperan el favor de los usuarios de la Generación Z debido a un fallo de seguridad

• Gravidade Quântica Quadrática mantiene la coherencia a energías arbitrariamente altas
• Recupera modelo de inflación cósmica temprana sin singularidades
• Se adapta bien a los datos de observación actuales.
• Reduz necesita suposiciones adicionales sobre el universo temprano
• Oferece enfoque más elegante al problema de los orígenes cósmicos

Observaciones de Testes en el futuro

El siguiente paso del equipo es mejorar las predicciones observacionales del modelo y compararlas cuidadosamente con datos futuros. La investigación sigue dos direcciones principales: teórica y observacional.

En el frente teórico, los investigadores quieren comprender más completamente la estructura de la gravedad cuántica y probar la solidez de las conclusiones más allá del escenario simplificado que estudiaron. En términos de observación, necesitan hacer predicciones más claras sobre las ondas gravitacionales primordiales y otros rastros del universo temprano.

La evidencia observacional que podría confirmar la teoría del equipo provendrá de algunas de las señales observables más antiguas del universo. Las ondas Pequenas en el espacio-tiempo, llamadas ondas gravitacionales primordiales, transportan información directa sobre Big Bang. Importantes Igualmente son las marcas sutiles en el fondo cósmico de microondas, un fósil cósmico que representa la primera luz del universo que quedó de cuando el cosmos tenía sólo 380.000 años.

¿Por qué esto importa?

Físicos Para, demostrando que el concepto de gravedad cuántica es equivalente a Santo Graal. Preencheria la brecha entre nuestra explicación del universo en vastas escalas cósmicas, regidas por la relatividad general, y en escalas minúsculas, regidas por la física cuántica. Durante Durante décadas, los científicos han buscado una teoría unificada que funcione en ambos extremos.

Afshordi destacó que si futuras observaciones detectan el patrón correcto de ondas gravitacionales primordiales u otras marcas distintivas en el fondo cósmico de microondas, proporcionarán una manera de probar si esta imagen del universo temprano es correcta. Caso de lo contrario, puede ser necesaria una explicación más convencional.

La investigación representa una extensión relativamente mínima de la teoría Einstein, pero con el potencial de contribuir significativamente a resolver el profundo problema de nuestros orígenes cósmicos. La comunidad científica sigue con interés los próximos pasos de esta investigación.