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El origen del universo stephen hawking
El gran diseño
En 1981, muchos de los principales cosmólogos del mundo se reunieron en la Academia Pontificia de las Ciencias, un vestigio de los linajes acoplados de la ciencia y la teología situado en una elegante villa en los jardines del Vaticano. Stephen Hawking eligió el augusto escenario para presentar lo que más tarde consideraría su idea más importante: una propuesta sobre cómo el universo podría haber surgido de la nada.
La teoría del Big Bang tenía otros problemas. Los físicos entendían que un haz de energía en expansión se convertiría en un desorden arrugado en lugar del enorme y suave cosmos que observan los astrónomos modernos. En 1980, un año antes de la conferencia de Hawking, el cosmólogo Alan Guth se dio cuenta de que los problemas del Big Bang podían solucionarse con un añadido: un crecimiento inicial exponencial conocido como inflación cósmica, que habría hecho que el universo fuera enorme, liso y plano antes de que la gravedad tuviera la oportunidad de destrozarlo. La inflación se convirtió rápidamente en la principal teoría de nuestros orígenes cósmicos. Sin embargo, la cuestión de las condiciones iniciales seguía vigente: ¿Cuál fue el origen de la minúscula mancha que supuestamente se convirtió en nuestro cosmos y de la energía potencial que la infló?
La teoría del todo
La teoría final del profesor Stephen Hawking sobre el origen del universo, en la que trabajó en colaboración con el profesor Thomas Hertog de la Universidad Católica de Lovaina, ha sido publicada en el Journal of High Energy Physics.
La teoría, que se presentó para su publicación antes de la muerte de Hawking a principios de este año, se basa en la teoría de cuerdas y predice que el universo es finito y mucho más simple de lo que dicen muchas de las teorías actuales sobre el big bang.
“La teoría habitual de la inflación eterna predice que globalmente nuestro universo es como un fractal infinito, con un mosaico de diferentes universos de bolsillo, separados por un océano que se infla”, dijo Hawking en una entrevista el pasado otoño. “Las leyes locales de la física y la química pueden diferir de un universo de bolsillo a otro, que juntos formarían un multiverso. Pero nunca he sido partidario del multiverso. Si la escala de los diferentes universos en el multiverso es grande o infinita, la teoría no puede probarse. “
En su nuevo artículo, Hawking y Hertog afirman que este relato de la inflación eterna como teoría del big bang es erróneo. “El problema con la explicación habitual de la inflación eterna es que asume un universo de fondo existente que evoluciona de acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein y trata los efectos cuánticos como pequeñas fluctuaciones alrededor de éste”, dijo Hertog. “Sin embargo, la dinámica de la inflación eterna borra la separación entre la física clásica y la cuántica. Como consecuencia, la teoría de Einstein se rompe en la inflación eterna”.
Una breve historia del tiempo
Hartle y Hawking sugieren que si pudiéramos viajar hacia atrás en el tiempo, hacia el principio del Universo, observaríamos que muy cerca de lo que podría haber sido el principio, el tiempo da paso al espacio, de manera que al principio sólo hay espacio y no tiempo. Según la propuesta de Hartle-Hawking, el Universo no tiene un origen tal y como lo entendemos nosotros: el Universo era una singularidad tanto en el espacio como en el tiempo, anterior al Big Bang. Sin embargo, Hawking afirma que “…el universo no ha existido siempre. Más bien, el universo, y el tiempo mismo, tuvieron un comienzo en el Big Bang, hace unos 15.000 millones de años”, pero que el modelo Hartle-Hawking no es el Universo en estado estacionario de Hoyle; simplemente no tiene límites iniciales en el tiempo o el espacio[3][4][5].
Es una función del tensor métrico definida en una superficie compacta (D – 1), el Universo, donde D es la dimensión del espaciotiempo. La forma precisa del estado de Hartle-Hawking es la integral de trayectoria sobre todas las geometrías D-dimensionales que tienen la métrica inducida requerida en su frontera. Según la teoría, el tiempo, tal y como se observa actualmente, divergió de una dimensión de tres estados después de que el Universo estuviera en la edad del tiempo de Planck[6].
¿cree que el universo tiene un principio o que siempre ha existido?
La teoría del profesor Stephen Hawking sobre el Big Bang, en la que trabajó en colaboración con el profesor Thomas Hertog de la Universidad Católica de Lovaina, se ha publicado esta semana en el Journal of High-Energy Physics (preimpresión de arXiv.org).
Las teorías modernas del Big Bang predicen que nuestro Universo local comenzó a existir con un breve estallido de inflación, es decir, que una pequeña fracción de segundo después del propio Big Bang, el Universo se expandió a un ritmo exponencial.
Sin embargo, existe la creencia generalizada de que, una vez iniciada la inflación, hay regiones en las que nunca se detiene. Se cree que los efectos cuánticos pueden mantener la inflación para siempre en algunas regiones del Universo, de modo que, globalmente, la inflación es eterna.
“La teoría habitual de la inflación eterna predice que globalmente nuestro Universo es como un fractal infinito, con un mosaico de diferentes universos de bolsillo, separados por un océano de inflación”, explicó el profesor Hawking en una entrevista el pasado otoño.
“Las leyes locales de la física y la química pueden diferir de un universo de bolsillo a otro, que juntos formarían un multiverso. Pero nunca he sido partidario del multiverso. Si la escala de los distintos universos del multiverso es grande o infinita, la teoría no puede probarse”.
