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¿Qué impulsa la expansión acelerada del universo?

Los físicos de la Universidad de Columbia Británica (UBC) pudieron haber resuelto uno de los grandes rompecabezas de la naturaleza: ¿Qué impulsa la aceleración de la expansión de nuestro universo? El Doctor en Filosofía Qingdi Wang realizó un nuevo estudio que intenta resolver un importante problema de incompatibilidad entre dos de las teorías más exitosas que explican cómo funciona nuestro universo: la mecánica cuántica y la Teoría de Einstein de la Relatividad General.

El estudio fue publicado en Physical Review D. Éste sugiere que si el universo se estuviera acelerando, nos daríamos cuenta de que el espacio y tiempo éstan constantemente fluctuando, dijo Wang  en un comunicado:

“El espacio-tiempo no es tan estático como parece; se mueve constantemente”

En relación al estudio, Bill Unruh, profesor de física y astronomía, quien supervisó el trabajo de Wang, dijo:

“Esta es una idea nueva en un campo donde no ha habido muchas ideas para abordar el tema”

En 1998, los astrónomos descubrieron que nuestro universo se está expandiendo a un ritmo cada vez mayor, lo que implica que el espacio no está vacío sino lleno de energía oscura que empuja a la materia.

El candidato más natural para la energía oscura es la energía de vacío. Cuando los físicos aplican la teoría de la mecánica cuántica para aspirar la energía, predice que habrá una increíblemente grande densidad de energía de vacío, mucho más que la energía total de todas las partículas del universo.

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En 1998, los astrónomos descubrieron que nuestro universo se está expandiendo a un ritmo cada vez mayor, lo que implica que el espacio no está vacío y está lleno de energía oscura que empuja la materia. (Imagen: pixabay / CC0 1.0)

Si esto es cierto, la teoría de la relatividad general de Einstein sugiere que la energía tendría un fuerte efecto gravitacional, y la mayoría de los físicos piensan que esto causaría que el universo explotara.

Afortunadamente, esto no sucede y el universo se expande muy lentamente. Pero es un problema que debe resolverse para que la física fundamental progrese.

A diferencia de otros científicos que han tratado de modificar las teorías de la mecánica cuántica o la relatividad general para resolver el problema, Wang y sus colegas, Unruh y Zhen Zhu, sugirieron un enfoque diferente.

Tomaron en serio la gran densidad de energía de vacío predicha por la mecánica cuántica y encontraron que falta información importante sobre la energía de vacío en los cálculos anteriores.

Their calculations provide a completely different physical picture of the universe. (Image: pixabay / CC0 1.0)
Sus cálculos proporcionan una imagen física completamente diferente del universo. (Imagen: pixabay / CC0 1.0)

En este nuevo cuadro, el espacio en el que vivimos fluctúa salvajemente. En cada punto, oscila entre expansión y contracción. A medida que oscila hacia adelante y hacia atrás, los dos casi se anulan mutuamente, pero un efecto neto muy pequeño impulsa al universo a expandirse lentamente a una velocidad acelerada.

Pero si el espacio y el tiempo fluctúan, ¿por qué no podemos sentirlo? Wang explica que:

“Esto ocurre a escalas muy pequeñas, miles de millones de veces más pequeñas incluso que un electrón”.

Unruh explica lo siguiente diciendo que:

“Es similar a las olas que vemos en el océano; No se ven afectadas por la intensa danza de los átomos individuales que componen el agua sobre la que cabalgan esas olas”.

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