Surt a la llum l’última teoria de Stephen Hawking: poden existir altres universos molt similars al nostre

Les investigacions de tots dos es basen en noves tècniques matemàtiques desenvolupades per investigar una branca de la física coneguda com “teoria de les cordes” -la idea que les partícules materials, en aparença puntuals, són en realitat “estats vibracionals” d’un objecte estès més bàsic anomenat “corda”.

El científic va elaborar aquesta cosmologia durant vint anys al costat del seu col·lega Thomas Hertog. Nom únics, el nostre univers és un entre uns quants i tots s’assemblen.

http://www.lavanguardia.com/ciencia/20180502/443191890225/ultima-teoria-stephen-hawking-universos-paralelos.html

Nuestro universo es uno entre muchos. Pero el número total de universos es finito. Y los múltiples universos existentes son similaresentre ellos. Esta es la visión final del cosmos que desarrolló Stephen Hawking en sus últimos meses antes de morir y que se publicó ayer póstumamente en la revista Journal of High Energy Physics.

El trabajo, realizado en colaboración con su discípulo Thomas Hertog, de la Universidad de Lovaina (Bélgica), se fundamenta en la teoría de cuerdas de la física (que postula que las partículas elementales son en realidad como minúsculas cuerdas que vibran) y en el concepto de multiverso (que postula que existen múltiples universos).

Nuestro objetivo ha sido trasladar el estudio del origen del universo íntegramente al campo de las ciencias naturales

THOMAS HERTOG

Hawking y Hertog defienden que su modelo del universo tiene la ventaja, en comparación con otros modelos, de que permite hacer predicciones sobre fenómenos que se podrían llegar a observar. Por lo tanto, se podría comprobar experimentalmente si es válido o erróneo.

“Nuestro objetivo ha sido trasladar el estudio del origen del universo íntegramente al campo de las ciencias naturales. Esto significa que desarrollamos teorías del universo que son al mismo tiempo matemáticamente consistentes y comprobables con observaciones”, declara Hertog por correo electrónico.

Los cosmólogos Thomas Hertog y Stephen Hawking, en Cambridge. Crédito: Thomas Hertog

Los cosmólogos Thomas Hertog y Stephen Hawking, en Cambridge. Crédito: Thomas Hertog (Thomas Hertog)

Las observaciones que pueden indicar en el futuro si el modelo de Hawking y Hertog es válido son las de “ondas gravitacionales originadas en los estadios iniciales del universo”, señala el cosmólogo. Estas ondas, que nunca han sido observadas todavía, se podrían llegar a detectar directamente con instrumentos más avanzados que los actuales. O bien se podrían detectar de manera indirecta a través de la señal que debieron dejar en la radiación de fondo cósmica, popularmente conocida como el eco del big bang, señala Carlos Sopuerta, físico del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).

Las teorías actuales sobre el big bang predicen que nuestro universo local nació con un brevísimo episodio de inflación. Según esta visión, el universo se expandió de manera exponencial durante una fracción de segundo después del big bang. Estas teorías proponen que, “una vez se inicia la inflación, hay regiones donde nunca se detiene”, explica un comunicado difundido por la Universidad de Cambridge, donde trabajaba Hawking, con motivo de la publicación de su artículo póstumo. “Se cree que los efectos cuánticos pueden mantener la inflación en marcha para siempre en algunas regiones del universo, de manera que globalmente la inflación es eterna. La parte observable de nuestro universo sería por lo tanto sólo una bolsa hospitalaria, una región donde la inflación ha terminado y donde se han formado estrellas y galaxias”.

Nunca he sido un fan del multiverso

STEPHEN HAWKING

“Nunca he sido un fan del multiverso”, declaró Hawking el pasado otoño en una entrevista. “La teoría usual de la inflación eterna predice que globalmente nuestro universo es como un fractal infinito, con un mosaico de universos diferentes separados por un océano en inflación. Las leyes de la física y la química pueden diferir de un universo a otro, que juntos forman un multiverso. Pero […] si la escala de los diferentes universos en el multiverso es grande o infinita, la teoría no se puede comprobar experimentalmente”.

Paradójicamente, este multiverso del que Hawking no era fan se derivaba de sus propias investigaciones. Concretamente, en 1983 desarrolló un modelo del universo junto el físico James Hartle que proponía que no hubo un instante inicial de modo similar a como una esfera -la Tierra, por ejemplo- no tiene un lugar inicial. El llamado modelo de Hartle-Hawking, fundamentado en las matemáticas de la mecánica cuántica, eliminaba el problema de cómo pudo formarse el universo a partir de la nada. Sin embargo, implicaba que tenían que haberse creado una cantidad ilimitada de universos con características muy variadas. Algunos –pocos- serían parecidos al nuestro y muchos otros serían completamente diferentes.

“El problema de los multiversos es que todo es posible en algún lugar. Por lo tanto, no permite predecir gran cosa sobre qué deberíamos observar en nuestro universo local”, explica Hertog. “Nuestra nueva teoría resuelve esta cuestión reduciendo la vastedad del multiverso a un universo mucho más pequeño, homogéneo y manejable”.

El punto clave de nuestra teoría es que el rango de universos posibles se restringe

THOMAS HERTOG

Hertog empezó a trabajar con Hawking a finales de los años 90 como estudiante de doctorado y siguió colaborando con él desde entonces. Hace unos tres años, explica, se dieron cuenta de que, si aplicaban las matemáticas de la teoría de cuerdas al estudio del origen del universo, podían corregir los aspectos de la teoría del multiverso que les incomodaban.

“El punto clave de nuestra teoría es que el rango de universos posibles se restringe”, explica Hertog. “Esto hace que la cosmología basada en esta teoría sea más predictiva, científicamente más sólida y esperamos que en última instancia comprobable. Este artículo final es la culminación del trabajo que Stephen y yo hemos hecho juntos a lo largo de estos años”.

Este artículo final es la culminación del trabajo que Stephen y yo hemos hecho juntos a lo largo de estos años

STEPHEN HERTOG

Para que la teoría se pueda comprobar, sin embargo, será necesario desarrollarla hasta el punto de hacer predicciones concretas sobre las ondas gravitacionales emitidas en los estadios iniciales del universo. Se podría predecir, por ejemplo, qué tipo de irregularidad deberían haber dejado las ondas gravitacionales en la radiación de fondo cósmica. Si las observaciones experimentales coinciden con las predicciones derivadas de la teoría, incluso podrían llegar a ofrecer indicios de la existencia de universos paralelos. Pero estas son predicciones que Hawking y Hertog no llegan a hacer en el artículo publicado ayer.

“Existen muchos modelos del universo”, advierte Carlos Sopuerta, del IEEC, para quien no hay motivos para pensar a priori que el de Hawking y Hertog sea más acertado que otros. “Mientras no tengamos predicciones concretas sobre los fenómenos que podemos esperar observar, no podremos comprobarlo”.

Hawking experimentó la ingravidez en un vuelo hace casi diez años.

Hawking experimentó la ingravidez en un vuelo hace casi diez años. (Jim Campbell/Aero-News Network)

http://www.publico.es/ciencias/stephen-hawking-sale-luz-ultima-teoria-stephen-hawking-existir-otros-universos-similares-nuestro.html
La última teoría científica, sobre el origen del Universo, desarrollada por el físico británico Stephen Hawking  antes de morir el pasado 14 de marzo ha sido publicada este miércoles en la revista Journal Of High Energy Physics  del Reino Unido.

Hawking, fallecido a los 76 años, elaboró esta teoría cosmológica durante veinte años con su colega Thomas Hertog, del Instituto de Física Teórica de Lovaina (Bélgica), y ambos la presentaron a la publicación para su revisión diez días antes de que el primero falleciera.

 La nueva teoría Hawking-Hertog plantea que, a partir del Big Bang (el momento de formación del cosmos), el Universo se formó como un vasto y complejo holograma, de modo que pueden existir otros universos muy similares al nuestro.

Los dos científicos ofrecen además pautas matemáticas para que los astrónomos puedan buscar pruebas sobre la existencia de estos posibles universos paralelos.

La teoría publicada este miércoles matiza una hipótesis anterior, propiciada por los estudios del propio Hawking, que decía que, a partir del Big Bang, el Universo se expandió a partir de un punto minúsculo en un proceso conocido como inflación, creando infinitos universos -o “mutiversos”- que podían ser muy distintos al nuestro.

Esta formulación, derivada de las investigaciones de Hawking con su compañero estadounidense James Hartle en la década de 1980, planteaba el problema de que, si existen infinitos universos con infinitas variaciones en sus leyes físicas, no hay manera de predecir en qué Universo nos encontramos.

La teoría Hawking-Hertog propone que todos los universos existentes comparten las mismas leyes de la física, lo que implica que lo que se averigüe sobre este Universo puede aplicarse a otros.

El propio Hawking expresó en una entrevista en 2017 que nunca había sido “un fan” de la idea del “multiverso”.

“No estamos reducidos a un único Universo, pero nuestros hallazgos implican una reducción considerable del ‘multiverso’, hasta un abanico mucho más pequeño de universos posibles”, declaró el profesor antes de su muerte.

Teoría de las cuerdas

Hertog ha señalado este miércoles a la BBC que ni él ni su compañero estaban contentos con la idea de una infinidad de universos impredecibles. “Sugiere que el ‘multiverso’ surgió arbitrariamente y que no hay mucho más que decir”, lo que no satisfacía a los científicos, ha afirmado.

Las investigaciones de ambos se basan en nuevas técnicas matemáticas desarrolladas para investigar una rama de la física conocida como “teoría de las cuerdas” -la idea de que las partículas materiales, en apariencia puntuales, son en realidad “estados vibracionales” de un objeto extendido más básico llamado “cuerda”.

Hawking murió el 14 de marzo en Cambridge (Inglaterra), tras haber sufrido desde 1964 una enfermedad neurodegenerativa que le dejó inmóvil y le obligaba a comunicarse a través de un sintetizador de voz.

Además de sus investigaciones sobre la expansión del Universo y los agujeros negros, el cosmólogo adquirió fama por sus libros de divulgación científica, entre ellos “A Brief History of Time” (“Una breve historia del tiempo”).

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