La Energía Oscura Puede Estar Al Acecho En La Nada Del Espacio

{h1}

La expansión del universo puede ser impulsada por pequeñas fluctuaciones en la expansión del espacio vacío, sugiere una nueva hipótesis.

Un nuevo estudio puede ayudar a revelar la naturaleza de la energía oscura, la sustancia misteriosa que está empujando al universo a expandirse hacia el exterior. La energía oscura puede surgir de las fluctuaciones en la nada del espacio vacío, sugiere una nueva hipótesis.

Esa idea, a su vez, también podría explicar por qué la constante cosmológica, una constante matemática que Albert Einstein evocó, sin embargo, conocida como "el error más grande de su vida", toma el valor que tiene. [8 maneras en que puedes ver la teoría de la relatividad de Einstein en la vida real]

El nuevo estudio propuso que la expansión se debe a las fluctuaciones en la energía transportada por el vacío, o regiones del espacio sin materia. Las fluctuaciones crean una presión que obliga al espacio a expandirse, haciendo que la materia y la energía sean menos densas a medida que el universo envejece, dijo el coautor del estudio, Qingdi Wang, estudiante de doctorado de la Universidad de British Columbia (UBC) en Canadá.

Universo acelerado

Los científicos llaman a la fuerza que empuja al universo a expandir una constante cosmológica (aunque no es una "fuerza" en el sentido estricto). Esta constante es la densidad de energía del espacio mismo. Si es mayor que cero, entonces las ecuaciones de relatividad de Einstein, que describen la estructura del espacio-tiempo, implican un universo en expansión. A fines de la década de 1990, las mediciones de supernovas distantes mostraron que el universo se estaba acelerando, no solo expandiéndose. Los cosmólogos llaman a la energía que impulsa esa aceleración a la energía oscura. Cualquiera que sea la energía oscura, se disipa más lentamente que la materia o la materia oscura, y no se agrupa de la misma forma en que ninguno de los dos lo hace bajo la influencia de la gravedad.

Esta aceleración ha sido un gran dilema para los físicos, porque contradice las predicciones de las teorías de campos cuánticos, los marcos teóricos que describen las interacciones de las partículas subatómicas más pequeñas. Las teorías de campo cuántico predicen energías de vacío que son tan grandes que el universo no debería existir en absoluto, dijo Lucas Lombriser, becario postdoctoral en el Observatorio Real de Edimburgo, en Escocia, que no participó en el nuevo estudio. Esta discrepancia se llama el "viejo" problema de la constante cosmológica, y los físicos generalmente pensaron que una vez que se descubriera la nueva física, la constante cosmológica desaparecería; La expansión se explicaría de alguna otra manera.

Sin embargo, cuando los científicos descubrieron la expansión acelerada, surgió un nuevo problema. De acuerdo con los cálculos teóricos, la constante cosmológica debería ser de 50 a 120 órdenes de magnitud más grande de lo que es, con una tasa de expansión correspondientemente grande, dijo Lombriser.

Esencialmente, la densidad de energía del universo (cuánta energía hay por unidad de volumen) debe ser gigantesca, y claramente no lo es.

Fluctuaciones en el espacio vacío.

El nuevo trabajo aborda no solo qué es la energía oscura sino también por qué la tasa de expansión universal tiene el valor que tiene.

"Todos quieren saber qué es la energía oscura", dijo Wang a WordsSideKick.com. "Reconsideré esta pregunta con más cuidado", desde la perspectiva de la densidad de energía del universo.

Wang y sus colegas asumieron que la teoría de campo cuántica moderna era correcta acerca de que la densidad de energía era muy grande, pero que las fluctuaciones del vacío, o los movimientos del espacio vacío, eran muy grandes en escalas diminutas, cerca de lo que se llama la longitud de Planck, o 1.62 × 10 ^ menos 35 metros. Eso es tan pequeño que un protón es 100 millones de billones de veces más grande.

"Cada punto en el espacio está pasando por la expansión y la contracción", dijo. "Pero se ve liso igual que una mesa lisa desde lejos".

Las fluctuaciones del vacío, en la formulación de Wang, son como niños en un columpio que bombean sus piernas. A pesar de que nadie los empuja, logran impartir energía extra en el swing, haciendo que el swing suba más alto de lo que sería de otra manera. Este fenómeno se llama resonancia paramétrica, que básicamente significa que una parte del sistema (la expansión y la contracción, o el balanceo de las piernas del niño) cambia con el tiempo. En este caso, la densidad de una porción muy pequeña del universo está cambiando, dijo Wang.

Dado que las fluctuaciones son pequeños fragmentos del universo que se expanden y contraen, esta pequeña resonancia se suma a escalas cosmológicas, dijo. Así se expande el universo. (La expansión y la contracción del espacio no violan las leyes de conservación, porque el espacio en sí está haciendo la expansión).

Como resultado del enfoque de Wang, no hay necesidad de nuevos campos, como en algunos modelos de energía oscura. En cambio, la expansión del universo es aproximadamente la misma que la que predice la teoría cuántica de campos.

Observaciones necesarias

Si bien la idea de Wang es buena, eso no significa que sea el final de la historia, dijo Lombriser. La pregunta es si las observaciones del universo apoyan la teoría, dijo.

"Hasta ahora, pueden argumentar que la contribución al vacío está en el lugar adecuado para lo que se está observando (lo que, si se mantiene, ya es un gran éxito)", dijo Lombriser en un correo electrónico. "Aún no han hecho una predicción precisa del valor observado exacto, pero esto es algo que pretenden investigar más en su trabajo futuro".

Otros físicos son más escépticos.

"En estas escalas de alta energía, la relatividad general clásica ya no funciona, pero eso es lo que usan.Entonces, su aproximación es interesante, pero no está bien justificada, porque en este límite, uno debería usar la gravedad cuántica (una teoría que no tenemos), "Sabine Hossenfelder, investigadora del Instituto de Estudios Avanzados de Frankfurt. En Alemania, dijo a WordsSideKick.com por correo electrónico.

"Este documento es simplemente un primer paso en el proceso", dijo el coautor del estudio William Unruh, físico de la UBC. "Pero creo que vale la pena seguir el camino, ya que nuestros resultados son sugerentes".

El estudio aparece en la edición del 15 de mayo de la revista Physical Review D.

Publicado originalmente en WordsSideKick.com.


Suplemento De Vídeo: Las Tablas Esmeralda de Thoth El Atlante - (AUDIOLIBRO COMPLETO + SUBTÍTULOS).




ES.WordsSideKick.com
Reservados Todos Los Derechos!
La Reproducción De Cualquier Permitió Sólo Prostanovkoy Enlace Activo Al Sitio ES.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ES.WordsSideKick.com