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Martes, 20 agosto 2013
Física

¿Están todas las partículas elementales sometidas al mismo espacio-tiempo?

Antes del Big Bang, el espacio-tiempo tal como lo conocemos, no existía. Entonces, ¿cómo se formó? El proceso de creación del espacio-tiempo normal partiendo de un estado anterior dominado por la gravedad cuántica ha sido estudiado durante años por un grupo de teóricos de la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia, en Polonia.

Sus recientes análisis conducen a una conclusión sorprendente: No todas las partículas elementales están sujetas a un mismo espacio-tiempo.

Poco después del Big Bang, el universo era muy denso y caliente, con las partículas elementales experimentando con gran intensidad la fuerza de la gravedad. Durante décadas, físicos de todo el mundo han estado tratando de descubrir las leyes de la gravedad cuántica que describen esta fase de la evolución del universo.

Recientemente el grupo del profesor Jerzy Lewandowski propuso su propio modelo del universo cuántico. Los estudios recientes de sus propiedades han sorprendido a los investigadores. Los análisis realizados por Lewandowski y Andrea Dapor muestran que diferentes partículas elementales "experimentan" la existencia de diferentes espacio-tiempos.

¿Cómo surgió, a partir de los estados primarios de la gravedad cuántica, el espacio-tiempo conocido por todos nosotros? Y, puesto que el espacio-tiempo normal debió nacer como resultado de la interacción entre la materia y la gravedad cuántica, ¿podemos estar seguros que cada tipo de materia interactúa con un espacio-tiempo que tiene las mismas propiedades?

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En el modelo matemático elaborado por el grupo de la Universidad de Varsovia, el espacio-tiempo clásico es creado por la interacción de la materia con la gravedad cuántica. El proceso se asemeja un poco, en concepto, a cómo una retícula cristalina de hielo -que simbolizaría al espacio-tiempo clásico- se forma al congelarse el agua líquida -que simbolizaría a la gravedad cuántica-. Las últimas conclusiones sobre el modelo apuntan a que las diferentes partículas elementales generan diferentes espacio-tiempos clásicos. (Imagen: © Facultad de Física, Universidad de Varsovia)

Después de trabajar con las ecuaciones que representan el comportamiento de las partículas de acuerdo con las leyes del modelo de la gravedad cuántica, el equipo de Lewandowski comenzó a comprobar si podrían obtenerse ecuaciones similares con el uso del espacio-tiempo ordinario en combinación con diferentes simetrías. Para las partículas sin masa resultó ser posible. El espacio-tiempo tenía las mismas propiedades en todas las direcciones. Según el modelo simplificado que investigaron y, al margen de si el fotón tiene mucho o poco momento, o más o menos energía, el espacio-tiempo parece ser el mismo en todas las direcciones.

Para las partículas con masa, la situación fue diferente.

Las partículas con masa no sólo experimentarían espacio-tiempos diferentes a los de los fotones, sino que cada una contaría con su propia versión "privada" del espacio-tiempo, dependiendo de la dirección en la que se moviera. O por lo menos ésta es la conclusión a la que se ha llegado en el nuevo estudio, a raíz de resultados que han sorprendido al propio equipo de investigación.

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