La teoría final del científico británico, Stephen Hawking, predice que el universo es finito y es más simple que muchas hipótesis actuales sobre el Big Bang.
El estudio, que fue presentado para su publicación antes de la muerte de Hawking a principios de este año, lo realizó con el profesor de la Universidad en Lovaina KU Leuven, Bélgica, Thomas Hertog.
De acuerdo con una publicación de la Universidad de Cambridge, las teorías modernas del Big Bang predicen que el universo local comenzó a existir con un breve estallido de inflación; en otras palabras, una pequeña fracción de segundo después del Big Bang, el universo se expandió a un ritmo exponencial.
Sin embargo, en general se cree que una vez que comienza la inflación, hay regiones donde nunca se detiene; se cree que los efectos cuánticos pueden mantener la inflación para siempre en algunas regiones del universo, por lo que, a nivel mundial, la inflación es eterna.
En una entrevista del año pasado, el científico británico dijo que la teoría habitual de la inflación eterna predice que, globalmente, el universo es como un fractal infinito, con un mosaico de diferentes universos de bolsillo, separados por un océano que se infla.
«Las leyes locales de física y química pueden diferir de un universo de bolsillo a otro, que juntos formarían un multiverso. Pero nunca he sido un fanático del multiverso. Si la escala de diferentes universos en el multiverso es grande o infinita, la teoría no puede ser probada», expuso.
Pero en su nuevo estudio, Hawking y Hertog dicen que esta explicación de la inflación eterna como teoría del Big Bang es errónea.
“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 en torno a esto. Sin embargo, la dinámica de la inflación eterna borra la separación entre la física clásica y cuántica. Como consecuencia, la teoría de Einstein se rompe en la inflación eterna», subrayó Hertog.
Por lo que ambos investigadores, predijeron que le universo, en las escalas más grandes, es razonablemente liso y globalmente finito. Entonces no es una estructura fractal.
La teoría de la inflación eterna propuesta por Hawking y Hertog se basa en la teoría de cuerdas: una rama de la física teórica que intenta reconciliar la gravedad y la relatividad general con la física cuántica, describiendo los componentes fundamentales del universo como pequeñas cuerdas vibratorias.
Su enfoque utiliza el concepto de holografía de la teoría de cuerdas, que postula que el universo es un holograma grande y complejo: la realidad física en ciertos espacios tridimensionales puede reducirse matemáticamente a proyecciones 2D en una superficie.
Ambos científicos desarrollaron una variación de este concepto de holografía para proyectar la dimensión del tiempo en la inflación eterna, lo que les permitió describir la inflación eterna sin tener que depender de la teoría de Einstein.
Por tanto, en la nueva teoría, la inflación eterna se reduce a un estado atemporal definido en una superficie espacial al principio de los tiempos.
«Cuando rastreamos la evolución de nuestro universo hacia atrás en el tiempo, en algún momento llegamos al umbral de la inflación eterna, donde nuestra noción familiar del tiempo deja de tener ningún significado», explicó Hertog.
Hertog y Hawking usaron su nueva teoría para derivar predicciones más confiables sobre la estructura global del universo y predijeron que el universo que emerge de la inflación eterna en el límite del pasado es finito y mucho más simple que la estructura fractal infinita predicha por la vieja teoría de la inflación eterna.
Sus resultados, de ser confirmados por trabajos posteriores, tendrían implicaciones de gran alcance para el paradigma del multiverso.
Hertog ahora planea estudiar las implicaciones de la nueva teoría en escalas más pequeñas que están al alcance de los telescopios espaciales, pues cree que las ondas gravitacionales primordiales (ondas en el espacio-tiempo) generadas a la salida de la inflación eterna constituyen la «pistola humeante» más prometedora para probar el modelo.
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