Descubren posibles evidencias de un universo anterior

Un grupo de investigadores ha anunciado la posible detección de evidencias de un universo anterior al nuestro. Al menos, es la conclusión a la que han llegado en un estudio en el que ha participado el propio Roger Penrose…

Un estudio en memoria de Stephen Hawking

Roger Penrose en una conferencia.
Crédito: Wikimedia Commons/Biswanup Ganguly

Roger Penrose es uno de los cosmólogos más conocidos. Si bien es cierto que su popularidad siempre ha estado por detrás de la de Stephen Hawking. En cualquier caso, Penrose es conocido por ser el padre de la cosmología cíclica conforme (CCC). Un modelo en el que el Big Bang no es el inicio del universo, sino un paso intermedio, por decirlo así. Es decir, indica el colapso del universo anterior y la expansión de un nuevo universo.

Esta teoría fue planteada allá por 2010. Ya hacía referencia, en aquel momento, a algo que vuelve a aparecer en el estudio que nos ocupa. Pero antes de entrar en materia, es necesario hablar de lo que es una singularidad. En astronomía, hay dos lugares en los que nos encontramos con una singularidad. El centro de un agujero negro y el inicio del universo. En el caso de los primeros, porque estamos ante un punto de curvatura infinita.

En el caso del segundo, porque nos encontramos ante un punto de densidad infinita. Una singularidad, en realidad, lo que nos indica es que nos encontramos en un lugar en el que nuestra comprensión de la física deja de funcionar. Por ejemplo, la singularidad de un agujero negro desaparece si cambiamos el sistema de coordenadas que utilizamos para analizarlo. Con el inicio del universo, Penrose viene a decir que quizá lo mismo suceda en este caso.

En busca de señales de un universo anterior al nuestro

Descubren posibles evidencias de un universo anterior

El campo ultraprofundo de Hubble, observado en 2012.
Crédito: NASA, ESA, R. Ellis (Caltech), and the HUDF 2012 Team

El equipo de investigadores, del que ha formado parte Penrose, plantea, por tanto, que el universo atraviesa un ciclo de Big Bangs y compresiones constante. En lugar de tener un único Big Bang. En ese proceso, la mayor parte del universo anterior es destruido. Sin embargo, parte de la radiación electromagnética de ese universo anterior podría sobrevivir a ese proceso. Por lo que se convertiría en la evidencia de la existencia de un eón previo.

Porque Penrose propuso distinguir entre cada uno de esos universos de esa manera, llamándolos eones. Hasta aquí, la idea es sencilla. Cada universo anterior al nuestro es un eón diferente. Pero, ¿cómo podríamos esperar encontrar evidencias de un universo anterior en el nuestro? ¿cómo afecta este planteamiento a la historia del universo? Lo más llamativo de todo este jaleo es que, según los investigadores, su descubrimiento no es incompatible con la cosmología actual.

El modelo Lambda-CDM, también llamado modelo estándar de la cosmología, es el que nos permite explicar el cosmos a nuestro alrededor. Nos habla de la materia oscura, nos explica el período de inflación del universo poco después del Big Bang, y un largo etcétera. Todo ello seguiría siendo perfectamente lógico en este modelo, salvo por la inflación del universo, esa rápida expansión que tuvo lugar poco después de su formación.

La radiación de Hawking

Recreación artística de un agujero negro supermasivo.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

¿Qué es lo que estamos buscando exactamente? Primero tendremos que imaginarnos el futuro muy lejano del universo. En ese contexto, la hipótesis más popular en la actualidad nos es bastante válida. La expectativa es que el universo seguirá expandiéndose indefinidamente y que eventualmente, solo quedarán agujeros negros. No habrá material en el universo para formar nuevas estrellas.

Los agujeros negros serán los últimos en desaparecer. Especialmente los agujeros negros supermasivos. Estamos hablando de una cantidad de tiempo extremadamente grande. Concretamente, 10100 años (Eso es un 10 seguido de 100 ceros, por si te quedan dudas). Ese es el tiempo necesario para que un agujero negro supermasivo, en el centro de una galaxia, se evapore por medio de la llamada radiación de Hawking.

Quizá el concepto te resulte familiar. De manera muy simplificada, la radiación de Hawking (propuesta por Stephen Hawking) plantea que los agujeros negros, que dejan de absorber material en algún momento, terminan evaporándose porque, poco a poco, y en un proceso muy lento, terminan emitiendo su energía al espacio. Es esa radiación la que Penrose sugiere que, en el caso de los últimos agujeros negros supermasivos de un universo anterior, podría pasar de un universo a otro.

En busca de señales del universo primitivo

La radiación de fondo de microondas.
Crédito: NASA/WMAP Science Team

¿Dónde podemos encontrar esa energía? Pues en la luz más antigua del universo. La radiación de fondo de microondas. Se emitió tan solo 370 000 años después del Big Bang, mientras el universo todavía estaba enfriándose. Su estudio es muy interesante porque nos ofrece una ventana a un período de tiempo que, de otro modo, no sería posible estudiar. Se ha planteado, de hecho, que la radiación de fondo es el lugar donde buscar evidencias del universo en sus primeros instantes.

Por ejemplo, se ha planteado que quizá podamos detectar las ondas gravitacionales del Big Bang en ella. Si el modelo tradicional es el válido (y hoy por hoy lo sigue siendo). Si el modelo válido fuese, sin embargo, la cosmología cíclica conforme que plantea Penrose, también nos encontrams con que la radiación de fondo de microondas es el lugar donde debemos buscar las posibles evidencias de la existencia de un universo anterior.

Aquí es donde entra en juego algo que llamamos puntos de Hawking. Es algo muy relacionado con la radiación de Hawking. Pensemos, de nuevo, en ese futuro lejano del universo en el que solo queden agujeros negros supermasivos (los más pequeños ya se habrán evaporado). Stephen Hawking planteaba que un agujero negro, en realidad, no está en una temperatura de cero absoluto, sino que es ligeramente superior…

Los puntos y los círculos de Hawking…

Imagen de la radiación de fondo con varios puntos de Hawking resaltados.
Crédito: Daniel An, Krzysztof A. Meissner y Roger Penrose/PRNewsfoto/The Penrose Institute

Así que, aunque es indetectable para nosotros, por su temperatura, esos agujeros negros deben brillar muy tenuemente. Así que nuestro universo se forma en el futuro muy lejano del eón anterior. y desde él, deberíamos ver en la radiación de fondo de microondas esos puntos de Hawking. Esas señales de los agujeros negros supermasivos del universo anterior, brillando tenuemente en forma de radiación.

Solo que, como tenemos que tener en cuenta la expansión del universo, ya no son puntos, sino círculos concéntricos que tienen un tamaño de unas cinco veces el diámetro de la Luna. Esos puntos de Hawking (que nosotros vemos como círculos) serían, por tanto, el brillo de agujeros negros supermasivos del universo anterior. Pero solo los podemos ver en los análisis por ordenador porque su temperatura es extremadamente baja.

Esto nos lleva a la siguiente pregunta… ¿Hay círculos concéntricos en los datos de la radiación de fondo de microondas? Por sorprendente que pueda parecer, sí. Aproximadamente, se han descubierto 30 regiones del CMB que podrían ser círculos correspondientes a puntos de Hawking. De ellos, cinco ya habían sido detectados en el pasado. Y, además, uno de ellos coincide también con el recogido por los datos del proyecto BICEP2, que quiere hacer un mapa completo de la radiación.

No es una confirmación de un universo anterior, ni mucho menos

Imagen de la radiación de fondo con varios posibles puntos de Hawking. Se muestra, también, el que coincide con el observado por el proyecto BICEP2.
Crédito: Daniel An, Krzysztof A. Meissner y Roger Penrose. BICEP2 Collaboration, V. G. Gurzadyan/PRNewsfoto/The Penrose Institute

Aún con todo, hay que evitar hacer afirmaciones apresuradas. Este estudio no presenta, ni mucho menos, confirmación alguna de que la cosmología cíclica conforme sea válida. No solo eso, hay que recordar que la radiación de Hawking todavía no ha sido observada. Mucho menos, por tanto, algo como los puntos de Hawking. Por lo que, aunque es una teoría muy interesante, por lo que plantea, no es más que eso, una hipótesis sobre nuestro universo.

De hecho, en el pasado se ha planteado que la presencia de esos círculos en los datos de la radiación de fondo de microondas no tienen nada de especial. En su lugar, pueden achacarse a factores como la presencia de polvo interestelar. Además, todas las evidencias apuntan a que el universo seguirá expandiéndose y que el proceso no se revertirá. En cualquier caso, los investigadores sí invitan a analizar esas anomalías. Así como buscar otras que hayan podido pasarse por alto.

Evidentemente, plantean que el modelo convencional no será capaz de explicar por qué existen esos círculos. Pero para poder llegar a ese punto queda mucho por recorrer. Los investigadores plantean buscar más ejemplos de posibles puntos de Hawking en la radiación de fondo. No parece una locura suponer que, tarde o temprano, se hará. Habrá que prestar atención a lo que suceda en el futuro, pero por ahora este estudio parece que será, principalmente, una idea intrigante…

El estudio es D. An, K. A. Meissner y Roger Penrose; “Apparent evidence for Hawking points in the CMB Sky”. No se ha mencionado si se ha enviado a alguna revista para su publicación. Puede ser consultado, sin embargo, en arXiv.

Referencias: arXiv, IFL Science, PR News Wire

 

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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4 Respuestas

  1. efebece dice:

    Hola Alex. Me he leido algunos libros para no iniciados como Historia del tiempo de Hawking, Universos paralelos de Michio Kaku, Agujeros negros y tiempo curvo de Kip Thorne y Universos ocultos de Lisa Randall. El caso es que el mas moderno, –el de Kaku– es de 2005, son mas de 10 años e imagino que en ese tiempo la física habrá avanzado algo. ¿Sabes de algun libro como estos pero mas actual? Un saludo.

    • Daniel G. dice:

      A mí uno que me gusta mucho y que es parte del proyecto orígenes que busca eso, los orígenes es “Un universo de la nada” de Lawrence Krauss.

      En cuanto al artículo, muy interesante y que pena que todavía pasarán muchos años (quizas ya no estemos) para tener certeza de estas cosas

  2. Eduardo dice:

    Y si toda la materia del universo anterior colapsa en agujeros negros, y esos agujeros negros acaban evaporándose en forma de radiación Hawking, de donde sale la energía/materia para un nuevo bing bang?

  3. Bondergirl dice:

    Es una posibilidad que me quiebra la cabeza, Alex.

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