Los físicos de la UBC pueden haber resuelto uno de los grandes acertijos de la naturaleza:¿qué causa la expansión acelerada de nuestro universo?

El estudiante de doctorado Qingdi Wang ha abordado esta cuestión en 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 la relatividad general de Einstein.

El estudio sugiere que si nos acercamos al universo, nos daríamos cuenta de que se compone de espacio y tiempo en constante fluctuación.

"El espacio-tiempo no es tan estático como parece, está en constante movimiento, "dijo Wang.

"Esta es una idea nueva en un campo donde no ha habido muchas ideas nuevas que intenten abordar este problema, "dijo Bill Unruh, un profesor de física y astronomía que supervisó el trabajo de Wang.

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

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

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

A diferencia de otros científicos que han intentado modificar las teorías de la mecánica cuántica o la relatividad general para resolver el problema, Wang y sus colegas Unruh y Zhen Zhu, también estudiante de doctorado de la UBC, Sugerir un enfoque diferente. Se toman en serio la gran densidad de energía del vacío predicha por la mecánica cuántica y descubren que hay información importante sobre la energía del vacío que faltaba en los cálculos anteriores.

Sus cálculos proporcionan una imagen física del universo completamente diferente. En esta nueva imagen, el espacio en el que vivimos está fluctuando enormemente. En cada punto, oscila entre expansión y contracción. Mientras se balancea hacia adelante y hacia atrás, los dos casi se cancelan entre sí, pero un efecto neto muy pequeño hace que el universo se expanda lentamente a un ritmo acelerado.

Pero si el espacio y el tiempo fluctúan, ¿Por qué no podemos sentirlo?

"Esto sucede a escalas muy pequeñas, miles de millones y miles de millones de veces más pequeño incluso que un electrón, "dijo Wang.

"Es similar a las olas que vemos en el océano, ", dijo Unruh." No se ven afectados por la intensa danza de los átomos individuales que forman el agua sobre la que viajan esas olas ".

Su artículo fue publicado la semana pasada en Revisión física D :https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.95.103504.