El Bosón De Higgs Pudo Haber Salvado A Nuestro Universo Del Colapso Cósmico. Por Ahora.

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La existencia del bosón de higgs sugiere que el universo podría continuar expandiéndose para siempre.

¿Se expandirá el universo para siempre o eventualmente colapsará en una pequeña mancha?

Un artículo publicado en junio sugirió que la expansión infinita era imposible de acuerdo con una importante teoría de la física, una conjetura que generó enormes olas en la comunidad física.

"La gente se pone muy, más o menos emotiva al respecto porque si es verdad y [se] descubre, sería espectacular", dijo Timm Wrase, físico de la Universidad de Tecnología de Viena.

Ahora, Wrase y sus colegas han publicado un estudio separado que abre un gran agujero en ese argumento, lo que significa que un universo en constante expansión no se puede descartar todavía.

Energía oscura y expansión cósmica.

Nuestro universo está impregnado de una vasta fuerza invisible que parece oponerse a la gravedad. Los físicos llaman a esta fuerza energía oscura, y se cree que está constantemente empujando nuestro universo hacia afuera.

Pero en junio, un grupo de físicos publicó un artículo en el diario de preimpresión arXiv que implica que la energía oscura cambia con el tiempo. Esto significa que el universo no se expandirá para siempre sino que podría colapsar hasta el tamaño que tenía antes del Big Bang.

Casi inmediatamente, sin embargo, los físicos encontraron problemas con la teoría: varios grupos independientes posteriormente publicaron artículos que sugerían revisiones a la conjetura. Ahora, un artículo publicado el 2 de octubre en la revista Physical Review D sugiere que, tal como está, la conjetura original no puede ser cierta porque no puede explicar la existencia del bosón de Higgs, que sabemos que existe, gracias a el Gran Colisionador de Hadrones, el masivo colisionador de partículas en la frontera entre Francia y Suiza. [Más allá de Higgs: 5 partículas evasivas que pueden estar al acecho en el universo]

Aún así, con un poco de ajustes teóricos, la conjetura del universo colapsado aún podría ser viable, dijo Wrase, coautor del nuevo artículo Physical Review D, a WordsSideKick.com.

¿Cómo explicamos todo lo que alguna vez existió?

La teoría de cuerdas, a veces llamada teoría de todo, es un marco matemáticamente elegante pero experimentalmente no probado para unir la teoría de la relatividad general de Einstein con la mecánica cuántica. La teoría de cuerdas sugiere que todas las partículas que forman el universo no son realmente puntos, sino cuerdas unidimensionales que vibran, y las diferencias en esas vibraciones nos permiten ver una partícula como un fotón y otra como un electrón.

Sin embargo, para que la teoría de cuerdas sea una explicación viable para el universo, debe incorporar energía oscura.

Imagina esta energía oscura como una bola en un paisaje de montañas y valles que representan la cantidad de energía potencial que tiene, dijo Wrase. Si una bola está en la cima de la montaña, puede estar quieta, pero puede rodar hacia abajo con la menor perturbación, por lo que es inestable. Si la bola está sentada en un valle, no está cambiando o moviéndose, tiene poca energía y reside en un universo estable, porque incluso un fuerte empujón la haría rodar hacia el valle.

Los teóricos de cuerdas asumieron durante mucho tiempo que la energía oscura es constante e invariable en el universo. En otras palabras, está acurrucado en los valles entre montañas, no rodando desde las cimas de las montañas y por lo tanto no cambia con el tiempo, dijo Wrase.

Pero la conjetura formulada en junio sugiere que, para que la teoría de cuerdas funcione, el paisaje no tiene montañas ni valles sobre el nivel del mar. (En esta concepción, nuestro universo se encuentra sobre el nivel del mar, que marca metafóricamente el punto en el que la energía oscura comienza a unir al universo o a separarlo).

Más bien, el paisaje es una ligera pendiente y la bola de energía oscura está rodando hacia abajo. "Mientras rueda hacia abajo, la energía oscura se vuelve cada vez más pequeña", dijo Wrase. "La altura de la bola corresponde a la cantidad de energía oscura en nuestro universo".

En esta teoría, la energía oscura eventualmente podría abrirse camino por debajo del nivel del mar y comenzar a juntar el universo a su forma anterior al Big Bang.

Pero solo hay un problema, dijo Wrase.

"Hemos demostrado que esas cimas de montañas inestables tienen que existir", dijo. Eso es porque sabemos que existe la partícula de Higgs. Y hemos probado experimentalmente que las partículas de Higgs pueden existir en estas cimas de montañas o "universos inestables" y pueden ser perturbadas con el menor toque, dijo.

Dificultad con la estabilidad de los universos.

Cumrun Vafa, un teórico de cuerdas en Harvard y autor principal del documento de conjeturas de junio, dijo a WordsSideKick.com en un correo electrónico que, de hecho, la conjetura original tiene "dificultades con universos inestables". Este nuevo documento y algunos otros muestran este problema, agregó. Pero hay varios artículos que propusieron revisiones leves a la conjetura que aún se adhirieron a las limitaciones que Wrase y su equipo propusieron, dijo.

Incluso en la conjetura revisada, "no estaríamos en un universo estable, sino que las cosas cambiarían", dijo Wrase. La revisión dice que las cimas de las montañas pueden existir, pero los valles estables no pueden, dijo. (Imagina la forma de la silla de un caballo). La bola tiene que comenzar a rodar y la energía oscura tiene que cambiar con el tiempo, agregó. Pero "si la conjetura es [totalmente] errónea, entonces la energía oscura podría ser constante, nos sentaríamos en un valle entre dos montañas" y el universo seguiría expandiéndose.

Dentro de 10 a 15 años, espera que los satélites que miden con mayor precisión la expansión del universo puedan ayudarnos a comprender si la energía oscura es constante o está cambiando.

Vafa estuvo de acuerdo. "Estos son tiempos emocionantes en cosmología y esperamos que en los próximos años veamos evidencia experimental del cambio de la energía oscura en nuestro universo", dijo.

Publicado originalmente en WordsSideKick.com.


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