Científicos simulan un diminuto universo primitivo
Uno
de los grandes misterios de nuestro universo sigue siendo, y probablemente
será, su nacimiento, en gran medida debido a que no podemos asomarnos lo
suficientemente atrás en el tiempo para observar lo que se desarrolló en esta
antigua época, lo que nos deja en el campo teórico.
Así,
uno de los mayores consensos científicos actuales es que el universo primitivo,
justo después el Big Bang, debió sufrir una enorme expansión exponencial, lo
que se conoce también como inflación cósmica, y de la cual existen un conjunto
de propuestas. No obstante, muchos dudan también de esta teoría, como
recientemente reportó DW sobre un estudio publicado por astrofísicos de
Cambridge y Harvard, en el que consideran más probable la existencia de un
"Gran Rebote" en lugar de un Big Bang.
Aun
así, los esfuerzos, utilizando cualquier tipo de herramienta, por comprender
los inicios del universo, ya sea a favor o no de las diferentes teorías de
inflación cósmica, no cesan.
Este es el caso de un equipo de físicos que utilizó un "simulador de campo cuántico" para imitar un diminuto universo en expansión formado por átomos ultrafríos, según informa un estudio publicado este miércoles (09.11.2022) en Nature.
La
ventaja de esta aproximación reside en que en el futuro se podría conducir a
representaciones precisas del universo en experimentos, lo que permitiría
probar innumerables modelos de la evolución temprana del cosmos. Y lo que es
más ventajoso: el experimento traería la posibilidad de pausar todo el sistema
y analizarlo más de cerca, algo que no se puede hacer con el universo real.
Según
reporta Vice, el experimento fue capaz de simular diferentes versiones de
espacio-tiempo curvado que corresponden a modelos del universo como esférico o
hiperbólico en su geometría, por ejemplo. Sin embargo, el trabajo se encuentra
todavía en una fase inicial y no confirma ningún modelo específico por el
momento.
Así,
aunque no es una simulación totalmente exacta del universo primitivo, el
experimento proporciona una aproximación de algunos de los mecanismos que
pueden haber gobernado el espacio-tiempo y la producción de partículas poco
después del Big Bang, lo que, en concreto, puede "ofrecer la posibilidad
de entrar en regímenes inexplorados" en la física cuántica – el estudio de
la materia y la energía en las diminutas escalas de los átomos– y brindar
estimaciones de cómo un universo acelerado, un universo desacelerado y un
universo en constante expansión pueden producir partículas de diferentes
maneras.
Nikolas
Liebster, físico experimental de la Universidad de Heidelberg, en Alemania, y
coautor del estudio, dijo en una entrevista con Vice que "para estos
supuestos específicos de este sistema modelo, concuerda muy bien con la teoría,
y ahora podemos hacer preguntas que van más allá de lo que la teoría actual
puede responder".
Para
llevar a cabo su experimento, los científicos enfriaron unos 20.000 átomos de
potasio-39 para que formasen un condensado de Bose-Einstein, un estado de la
materia que permite a los científicos simular las condiciones del universo
primitivo, de los agujeros negros y de otros fenómenos cósmicos.
El
condensado utilizado para el experimento –al cual se llegó enfriando los átomos
hasta temperaturas justo por encima del cero absoluto (aproximadamente –270°C)–
era un superfluido, lo que significa que no tiene viscosidad. Con esto, el
equipo de investigadores hizo pasar ondas sonoras a través del condensado para
representar la luz que brilla en el universo y simular diferentes teorías de
inflación cósmica y diferentes tipos de curvatura del espacio-tiempo.
"Nuestro
trabajo consiste principalmente en comprobar que nuestro simulador
funciona", dijo Liebster a Vice. "Hay muchas cuestiones teóricas muy
interesantes que se pueden plantear sobre los distintos tipos de curvatura del
espacio-tiempo y la curvatura espacial, y cuáles son sus efectos", aunque
añadió que "hay que superar una serie de obstáculos antes de poder hacer
comparaciones directas uno a uno" con el universo real.
"No
creo que estemos necesariamente cerca de descubrir los secretos del Big
Bang", concluye Liebster. Aun así, Liebster reconoce que su trabajo acerca
a la comunidad científica a un importante paso para realizar simulaciones de
uno a uno de algunos de los mecanismos más importantes que dieron forma al
cosmos que hoy conocemos.
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