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    Físico propone un nuevo enfoque para modelar la evolución del universo

    Crédito:Universidad RUDN

    Un físico de la Universidad RUDN ha propuesto un nuevo modelo teórico para la interacción de los campos espino y gravitacional. Consideró la evolución del universo dentro de una de las variantes del modelo cosmológico de Bianchi generalizado. En este caso, un cambio en los parámetros de campo calculados condujo a cambios en la evolución del universo en consideración. Al alcanzar ciertos valores, comenzó a encogerse hasta convertirse en el Big Bang. El artículo fue publicado en la revista El European Physical Journal Plus .

    El campo de espino se caracteriza por su comportamiento en interacción con los campos gravitacionales. El Dr. Bijan Saha de la Universidad RUDN se centró en el estudio de un campo de espino no lineal. Con su ayuda explicó la expansión acelerada del universo. El estudio de un campo de espinor con un acoplamiento no mínimo permitió describir no solo la expansión del universo, pero también su posterior contracción y el Big Bang resultante dentro del marco del modelo cosmológico estándar de Bianchi.

    Los cálculos básicos realizados por Bijan Saha permiten alejarse del modelo isotrópico del universo de Friedman-Robertson-Walker (FRW) más utilizado. Según este modelo tradicional, las propiedades del universo son independientes de la dirección en la que se consideran. El físico ha propuesto una alternativa:un modelo anisotrópico en el que existe tal dependencia. Por un lado, el modelo isotrópico "clásico" describe la evolución del universo moderno con gran precisión. Por otra parte, hay argumentos teóricos y datos de observación que llevan a la conclusión de que existió una fase anisotrópica en un pasado lejano.

    El trabajo de un cosmólogo es modelar teóricamente la evolución del universo, y al hacerlo, eligen los modelos que son fáciles de resolver y dan una imagen más o menos realista. En ese sentido, El modelo isotrópico FRW es el mejor. Pero no hay datos adecuados que garanticen que el universo fuera isotrópico antes de la recombinación.

    Es más, hay argumentos teóricos a favor de la existencia de una fase anisotrópica es el pasado remoto, factor clave para la formación de materia bariónica. Dado que el universo de Bianchi tipo I es la generalización directa del FRW, se acostumbra considerar este modelo para estudiar las posibles anisotropías del universo.

    La solución del modelo anisotrópico más simple del universo en presencia de un campo de espinor conduce inevitablemente a tres opciones. En el primer caso, resulta que el espacio-tiempo corresponde al modelo general de tipo I de Bianchi. En el segundo caso, el espacio-tiempo impone restricciones en el campo espinor y se convierte en un espacio-tiempo localmente rotacionalmente simétrico (LRS) Bianchi tipo I. Es decir, la isotropía no se aplica a todo el universo; se supone que tiene una fase anisotrópica. En el tercer caso, los cálculos conducen al caso general del espacio-tiempo isotrópico y homogéneo de Friedmann-Robertson-Walker (FRW). Pero el autor no analiza la evolución de un universo isótropo y homogéneo en el modelo FRW. Planea solucionar este problema en sus futuras publicaciones.

    En su artículo, Saha considera en detalle solo las dos primeras opciones para los cálculos básicos. El primero no da una respuesta aceptable. El universo resultante se convierte en un vacío, y el modo acelerado de expansión de la evolución está ausente. Sin embargo, en el segundo caso, en el que la no linealidad de un campo espinor se considera una función de potencia, es posible simular el proceso de evolución del universo.

    En este caso, cuando se alcanzan ciertos valores de un campo espinor no lineal con un acoplamiento no mínimo, el universo comienza a reducirse al Big Crunch.

    "Mientras que un campo de espino lineal no acoplado mínimamente o un campo de espino no lineal mínimamente acoplado en algunos casos dan lugar a un universo abierto, un campo de espinor no lineal no acoplado mínimamente con los mismos parámetros crea un modelo que está cerrado, es decir, después de alcanzar un cierto valor máximo, comienza a disminuir, y finalmente, se encoge hasta el Big Crunch, "concluye Saha.

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