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Los cosmólogos se acercan a las leyes lógicas para el Big Bang

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Los cosmólogos se acercan a las leyes lógicas para el Big Bang

Para más de 20 años, los físicos han tenido motivos para sentir envidia de ciertos peces ficticios: específicamente, el pez que habita el fantástico espacio de MC Escher Límite de círculo III xilografía, que se reducen a puntos a medida que se acercan al límite circular de su mundo oceánico. Si nuestro universo tuviera la misma forma deformada, se lamentan los teóricos, les resultaría mucho más fácil entenderlo.

El pez de Escher tuvo suerte porque su mundo viene con una hoja de trucos: su borde. En el límite de un océano al estilo de Escher, cualquier cosa complicada que suceda dentro del mar arroja una especie de sombra, que se puede describir en términos relativamente simples. En particular, las teorías que abordan la naturaleza cuántica de la gravedad se pueden reformular en el borde de formas bien entendidas. La técnica les da a los investigadores una puerta trasera para estudiar preguntas increíblemente complicadas. Los físicos han pasado décadas explorando este tentador vínculo.

Inconvenientemente, el universo real se parece más al mundo de Escher al revés. Este espacio “de Sitter” tiene una curvatura positiva; se expande continuamente por todas partes. Sin un límite obvio sobre el cual estudiar las teorías de las sombras sencillas, los físicos teóricos no han podido transferir sus avances desde el mundo de Escher.

Circle Limit III de MC Escher (1959).Ilustración: MC Escher

“Cuanto más nos acercamos al mundo real, menos herramientas tenemos y menos entendemos las reglas del juego”, dijo Daniel Baumann, cosmólogo de la Universidad de Amsterdam.

Pero algunos avances de Escher finalmente pueden estar comenzando a sangrar. Los primeros momentos del universo siempre han sido una era misteriosa en la que la naturaleza cuántica de la gravedad habría estado en plena exhibición. Ahora, varios grupos convergen en una forma novedosa de evaluar indirectamente las descripciones de ese destello de creación. La clave es una nueva noción de una ley apreciada de la realidad conocida como unitaridad, la expectativa de que todas las probabilidades deben sumar el 100 por ciento. Al determinar qué huellas dactilares debería haber dejado un nacimiento unitario del universo, los investigadores están desarrollando herramientas poderosas para verificar qué teorías borran esta barra más baja en nuestro espacio-tiempo cambiante y en expansión.

La unitaridad en el espacio de Sitter «no se entendió en absoluto», dijo Massimo Taronna, físico teórico del Instituto Nacional de Física Nuclear en Italia. «Se ha producido un gran salto en los últimos años».

Alerta de spoiler

El océano insondable que los teóricos pretenden sondear es un breve pero dramático tramo de espacio y tiempo que muchos cosmólogos creen que preparó el escenario para todo lo que vemos hoy. Durante esta era hipotética, conocida como inflación, el universo infantil se habría disparado a un ritmo verdaderamente incomprensible, inflado por una entidad desconocida similar a la energía oscura.

Los cosmólogos se mueren por saber exactamente cómo podría haber ocurrido la inflación y qué campos exóticos podrían haberla impulsado, pero esta era de la historia cósmica permanece oculta. Los astrónomos solo pueden ver el resultado de la inflación: la disposición de la materia cientos de miles de años después del Big Bang, como lo reveló la luz más temprana del cosmos. Su desafío es que innumerables teorías inflacionarias coinciden con el estado observable final. Los cosmólogos son como cinéfilos que luchan por delimitar las posibles tramas de Thelma y Louise desde su cuadro final: el Thunderbird colgando congelado en el aire.

El cuadro final de Thelma y Louise (izquierda) y la radiación cósmica de fondo de microondas (derecha) representan el último instante de una saga épica.Fotografía: Roland Neveu / Picture Luxe / The Hollywood Archive / Alamy Stock Photo; ESA, colaboración con Planck

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