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Lunes, 23 mayo 2011
Astrofísica

Quizá el universo empezó siendo unidimensional

¿El universo temprano tuvo sólo una dimensión espacial? Ese es el desconcertante concepto que preside una teoría para la que ahora se ha propuesto un modo de demostrarla o refutarla.

En 2010, el equipo del físico Dejan Stojkovic, de la Universidad en Buffalo (Universidad Estatal de Nueva York), sugirió que el universo primitivo, que surgió de un punto infinitesimal y que al principio era muy pequeño, comenzó poseyendo una sola dimensión espacial (como si fuese una línea recta pura), antes de expandirse para incluir dos dimensiones (como si fuese un plano perfecto) y luego tres (como el entorno en el que vivimos hoy en día).

La teoría, si es válida, podría resolver importantes enigmas de la física.

Ahora, Stojkovic y el físico Jonas Mureika de la Universidad Loyola Marymount, también en Estados Unidos, describen una manera de demostrar o refutar esa hipótesis.

Debido a que la luz y las otras ondas del espectro electromagnético tardan un tiempo determinado en viajar hasta la Tierra, dependiendo de la distancia a recorrer hasta llegar a ésta, los telescopios y radiotelescopios enfocados hacia el espacio profundo pueden, en esencia, mirar hacia atrás en el tiempo a medida que escrutan zonas paulatinamente alejadas, y los confines detectables del universo corresponden al pasado más remoto perceptible.

Las ondas gravitacionales no pueden existir en un espacio de una o de dos dimensiones. Así, Stojkovic y Mureika han razonado que, de ser cierta su teoría, la Antena Espacial de Interferometría Láser (LISA por sus siglas en inglés), un observatorio gravitacional internacional en proyecto, detectaría una ausencia sospechosa de ondas gravitatorias procedentes de la infancia del universo, una ausencia que delataría las épocas en que había menos dimensiones que ahora.

La teoría del surgimiento escalonado de las dimensiones espaciales representa un cambio radical con respecto a las teorías convencionales acerca de cómo nuestro universo llegó a ser lo que es.

La idea central de la nueva teoría es que la dimensionalidad del espacio depende del tamaño del espacio que estemos observando. Los espacios más pequeños cuentan con menos dimensiones. Esto significa que una cuarta dimensión espacial se abrirá (si no lo ha hecho ya) a medida que el universo continúe expandiéndose.

La teoría del equipo de Stojkovic también sugiere que el espacio tiene menos dimensiones cuando está sometido a muy altas energías, las energías de la clase imperante en el universo temprano, muy poco después del Big Bang.

La nueva teoría podría explicar, entre otras cosas, el misterio de la aceleración de la expansión del universo, y permitiría que encajasen por fin la Mecánica Cuántica y la Relatividad General.

Debido a que el despliegue de la antena espacial LISA aún está a años de distancia, puede pasar mucho tiempo antes de que Stojkovic y sus colegas sean capaces de poner a prueba sus ideas mediante la citada estrategia de observación.

Sin embargo, ya hay algunos indicios de la posible existencia de espacios de menos dimensiones.

[Img #2548]
En concreto, los científicos han observado que el flujo principal de energía de las partículas de rayos cósmicos con energías superiores a 1 teraelectronvoltio (la clase de energía típica del universo muy temprano) está alineado a lo largo de un plano de dos dimensiones.

Si las altas energías se corresponden con un espacio de menos dimensiones, como propone la teoría de Stojkovic, los investigadores que trabajan con el acelerador de partículas LHC en Europa deberían ser capaces de advertir, en futuros experimentos de altas energías, una dispersión sospechosamente circunscrita a un plano en vez de proyectada en un espacio cúbico.


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