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Por qué nuestro universo tiene que haber nacido dentro de un agujero negro

Por Felipe Campos

Un pequeño cambio a la teoría de la gravedad implica que nuestro universo heredó su flecha del tiempo desde el agujero negro en el que haya nacido.

Publicado: Jueves, 15/11/2012 - 13:21  | 3519 visitas.

Ilustración de un agujero negro antiguo
Ilustración de un agujero negro antiguo
Imagen: NASA
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"Como resultado, nuestro propio universo puede ser el interior de un agujero negro existente en otro universo". Tal es la conclusión de Nikodem Poplawski la Universidad de Indiana en un notable estudio sobre la naturaleza del espacio y el origen del tiempo.

La idea de que nuevos universos se pueden crear dentro de los agujeros negros y que el nuestro se pudo haber originado de esta forma ha sido materia prima de la ciencia ficción por muchos años. Pero una derivación científica adecuada de esta idea nunca ha aparecido.

Ahora, Poplawski proporciona tal derivación. Él dice que la idea de que los agujeros negros son las madres cósmicas de nuevos universos es una consecuencia natural de una simple nueva suposición sobre la naturaleza del espacio-tiempo.

Poplawski señala que la derivación estándar de la relatividad general no tiene en cuenta el momentum intrínseco de partículas de medio spin. Sin embargo existe otra versión de la teoría, llamada la teoría de gravedad de Einstein-Cartan-Kibble-Sciama, que sí considera este momentum.

Esta predice que las partículas de medio espín entero deberían interactuar, lo que genera una diminuta fuerza repulsiva llamada "torsión". En circunstancias normales, la torsión es demasiada pequeña como para tener algún efecto. Pero cuando las densidades son mucho mayores que las de la materia nuclear, se convierte en significativa. En particular, dice que Poplawski, la torsión evita la formación de singularidades dentro de un agujero negro.

Esto es interesante por muchas razones. En primer lugar, tiene importantes implicaciones para la forma en que el Universo debe haber crecido cuando estaba cerca de su tamaño mínimo.

Los astrofísicos saben desde hace tiempo de que nuestro universo es tan grande que no podría haber llegado a su tamaño actual dada la tasa de expansión que vemos ahora. En cambio, creen que creció en muchos órdenes de magnitud en una fracción de segundo después del Big Bang, un proceso conocido como inflación.

El problema de la inflación es que necesita una teoría adicional para explicar por qué se produce y eso es desagradable. El enfoque de Poplawski resuelve este problema inmediatamente. Dice que la torsión causó esta rápida inflación.

Esto significa que el universo tal como lo vemos hoy en día se puede explicar por una sola teoría de la gravedad sin ninguna hipótesis adicional sobre la inflación.

Otro subproducto importante del enfoque de Poplawski es que hace posible que los universos que nacer dentro del horizonte de sucesos de cierto tipo de agujero negro. Aquí, la torsión evita la formación de una singularidad, pero permite una enorme densidad de energía, lo que conduce a la creación de partículas a gran escala a través de la producción de pares seguido por la expansión del nuevo universo.

Este es un evento del tipo Big Bang. "Esta expansión no es visible para observadores fuera del agujero negro, para quienes la formación del horizonte y todos los procesos posteriores se producen después de un tiempo infinito", dice Poplawski.

Por esta razón, el nuevo universo es una rama separada del espacio-tiempo y evoluciona en consecuencia.

Por otro lado, este enfoque también sugiere una solución a otro de los grandes problemas de la cosmología: por qué el tiempo parecer fluir en una dirección pero no en la otra, a pesar de que las leyes de la física son simétricas en el tiempo.

Poplawski dice que el origen de la flecha del tiempo procede de la asimetría del flujo de materia hacia el agujero negro del universo madre. "La flecha del tiempo cósmico de un universo dentro de un agujero negro sería fijado por el colapso asimétrico de la materia a través del horizonte de eventos", dice.

En otras palabras, nuestro universo heredó su flecha del tiempo de su madre.

Él dice que los universos hijos pueden heredar otras propiedades de sus madres, lo que implica que puede ser posible detectar estas propiedades, proporcionando una prueba experimental de su idea.

Las teorías del todo no son mucho más ambiciosas que esto.

Publicado por Seti (Chile) 

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