Descubren cómo se iluminó el Universo en la noche del Big Bang

 

Una nueva investigación precisa la forma en la que, supuestamente, se hizo la luz en el universo primitivo: fue la interacción de las ondas gravitatorias con la radiación electromagnética lo que iluminó el universo. La gravedad se convirtió en luz.

La gravedad puede convertirse en luz, pero solo si el espacio-tiempo se comporta de la manera correcta, según descubrió una investigación de la que informa el astrofísico Pablo Sutter en la revista LiveScence.

La gravedad es una de las cuatro interacciones fundamentales observadas en la naturaleza: atrae a todos los objetos y campos de materia dotados de masa o energía, y se observa especialmente entre los planetas, galaxias y demás objetos del universo.

La Teoría General de la Relatividad describe la gravedad y cómo se comporta en el mundo de los objetos, planetas y galaxias, pero no alcanza a explicar cómo funciona en el mundo de los átomos y de las partículas elementales, si es que realmente desempeña algún papel en el universo cuántico.

Todavía no sabemos si existe una especie de gravedad cuántica que mantenga cohesionados a los objetos (ondas o partículas) del mundo subatómico. Hemos especulado con que la gravedad emerge del mundo cuántico o incluso con que estaría escondida en los agujeros negros. Pero no hemos podido ir mucho más lejos.

Suponemos que la cohesión que mantiene unidas a las partículas elementales se basa en gravitones, unas hipotéticas partículas sin masa que viajarían a la velocidad de la luz entre un cuerpo y otro "transportando" la gravedad del uno al otro confín del mundo cuántico.

El estudio al que se refiere Sutter se basa en los supuestos gravitones y plantea que estas partículas imaginarias tendrían la propiedad de convertirse en fotones, es decir, de transformarse en luz.

Sutter explica que, en general, las partículas sin masa no pueden convertirse en masivas, pero que los fotones, que son partículas de luz sin masa, en determinadas condiciones pueden convertirse en partículas con masa, como electrones o positrones.

 

Los autores de la nueva investigación consideran que los gravitones tienen también esa capacidad excepcional de los fotones y que habrían manifestado esa propiedad en los primeros tiempos del universo, gracias a lo cual “se hizo la luz”.

Si nos retrotraemos al universo primitivo, sabemos que en esos primeros momentos después del Big Bang la cosmología estaba dominada por las partículas elementales: todavía no habían estructurado las estrellas, galaxias y cúmulos que hoy conocemos.

También hemos deducido que las energías presentes en aquellos primeros momentos del universo eran más potentes que las que hemos sido capaces de generar en los aceleradores de partículas.

Los autores de la nueva investigación añaden que en ese universo primitivo las ondas gravitatorias también eran diferentes a las que conocemos en la actualidad.

Las ondas gravitatorias se generan por la aceleración de los cuerpos masivos del universo y son ondulaciones que se producen en el tejido espacio-temporal. En el universo primitivo habrían sido mucho más potentes que las actuales e influido con fuerza en la configuración del universo, según los autores de la nueva investigación.

También consideran que esas ondas emisoras de radiación gravitatoria afectaron también al campo electromagnético, que se genera por la aceleración de las cargas eléctricas y se propaga en forma de radiación a través del espacio y el tiempo.

Aunque son radiaciones diferentes, tanto la radiación gravitatoria como electromagnética conviven en el mismo espacio-tiempo: los autores de la nueva investigación señalan que su interacción en el universo primitivo habría elevado la radiación cósmica a energías extremadamente altas, lo que provocó la aparición espontánea y masiva de fotones.

Los fotones se emiten en muchos procesos naturales, por ejemplo, cuando se desacelera una partícula con carga eléctrica, por lo que podrían haberse formado en el universo primitivo por la interacción de las ondas gravitatorias con el campo electromagnético, según la nueva investigación.

El proceso habría sido el siguiente, explica Sutter: aquellas ondas gravitatorias no duraban mucho tiempo debido a la expansión inicial del universo que las disolvía rápidamente, pero cuando el universo primitivo se hizo con suficiente materia, esta densidad primigenia redujo la velocidad de la poca luz que había entonces, de la misma forma que se ralentiza cuando atraviesa el aire o el agua.

Esa ralentización de los primeros brotes de luz, según los autores de la nueva investigación, habría permitido que las ondas gravitatorias duraran más tiempo activas con el campo electromagnético en el universo primitivo y generaran inundaciones de fotones adicionales que fueron los que encendieron finalmente a todo el universo. La gravedad se habría así convertido en luz.

Esta propuesta está en sintonía con las últimas teorías sobre la génesis de nuestro universo, según las cuales la luz se inició al comienzo de los tiempos por la interacción de los primeros fotones con las primeras partículas conocidas como quarks. De todas formas, se trata de una investigación que se basa en hipótesis y que todavía no está demostrada ni publicada en una revista revisada por pares, aunque el hecho de que Sutter le haya prestado atención la hace más atractiva.

No obstante, si asumimos que la nueva teoría podría ser cierta, podemos suponer que esa luz primigenia alumbró la formación de la materia y la evolución del universo, permitiendo así que, miles de millones de años después, formas de vida compleja como la nuestra pudieran contemplar el espectáculo de planetas, estrellas y galaxias, e incluso reconocerse entre sí e intercambiar miradas de asombro.

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