El fallecido físico Stephen Hawking hizo una gran contribución a la cosmología durante su vida, pero no logró resolver todos los misterios del universo. Ahora se ha publicado uno de los últimos artículos en los que ha trabajado, e introduce algunas ideas nuevas sobre el tamaño y la forma del cosmos. Pero, ¿qué dice realmente la investigación y qué importancia tienen los hallazgos?

Nuestra imagen convencional de la cosmología es que nuestro universo comenzó con un Big Bang y luego tuvo un período de expansión muy rápida. conocido como inflación. Esto creó las semillas de los grandes, Universo suave (ish) en el que vivimos hoy. El problema es, la inflación tiende a tener problemas para detenerse.

Esto se debe a que la inflación en el universo temprano en realidad estaba gobernada por las extrañas reglas de la mecánica cuántica, haciéndolo comportarse de formas inesperadas. Por ejemplo, según la mecánica cuántica, las partículas pueden surgir del vacío de forma aleatoria solo para desaparecer de nuevo, una peculiaridad conocida como fluctuación cuántica. Aplicado al universo temprano, Las fluctuaciones cuánticas podrían haber causado que algunas partes del universo comenzaran a inflarse repentinamente más rápido que otras.

Esto significa que la mayoría de las descripciones explícitas de inflación tienen la característica de que, mientras que la inflación puede terminar en algunas regiones, continúa en otros, de modo que el universo se "infla eternamente" en general. Esto significa que deberíamos vivir en un pequeño bolsillo de un "multiverso" de universos paralelos, en el que la inflación se ha detenido y se han formado estrellas. Sin embargo, el multiverso en general está creando constantemente universos nuevos e inflados, creciendo como un fractal.

Tal universo sería muy desigual, y este es el aspecto que analiza el artículo de Hawking. Si imaginamos el universo como un globo, inflar el globo rápidamente sería un inflado uniforme. Pero la inflación eterna parecería como si un pequeño parche del globo de repente dejara de ser elástico, y ya no se expandiría. Dado que el resto del globo aún se está expandiendo, esto daría una superficie muy puntiaguda en general.

Las teorías de la inflación eterna y el multiverso son poderosas ya que pueden explicar muy convenientemente la existencia de seres conscientes como nosotros cuando se combinan con el "principio antrópico". Esto esencialmente dice que para que exista la vida, el universo tiene que estar bastante cerca del que vivimos. Por ejemplo, si los planetas no se formaron, entonces es difícil ver cómo podría existir la vida, o al menos, parafraseando a Star Trek:la vida tal como la conocemos.

Si solo hay un universo, sería bastante improbable que hubiera resultado como el nuestro. Sin embargo, si hay un número infinito de universos, tiene sentido que al menos uno de ellos contenga vida.

Domesticar el infinito

Pero, ¿es esto una explicación suficiente del cosmos? Después de todo, nunca hemos visto ninguno de estos infinitos universos paralelos. En el nuevo periódico, publicado en el Journal of High Energy Physics, Hawking y su colega Thomas Herzog de la Universidad KU Leuven en Bélgica utilizan un modelo de juguete para nuestro universo para probar su estructura.

Utilizan una técnica conocida como holografía, que reduce matemáticamente los espacios tridimensionales a proyecciones bidimensionales en una superficie, para tratar de calcular cómo se ve el universo. El hecho de ocultar una dimensión completa hace que sea mucho más fácil hacer ese modelado. Teniendo en cuenta la posibilidad de fluctuaciones cuánticas aleatorias, observan la probabilidad de que el multiverso sea como un globo puntiagudo en lugar de que tenga una forma más suave, y descubrir que el universo prefiere ser liso. Esto sugiere que la inflación eterna puede no ser en realidad el resultado preferido que los científicos pensaron originalmente.

En lugar de, el dúo argumenta que el multiverso está lejos de ser infinito, aunque es probable que haya más de un universo ahí fuera. Pero la existencia de un número menor de posibles universos paralelos es mucho preferible a un número infinito; significa que podríamos tratar de precisar qué y dónde están. También podríamos explorar si han dejado huellas en la radiación que quedó del Big Bang, haciendo que la teoría sea mucho más fácil de probar.

Si bien este es solo un modelo de juguete, Abordar directamente la noción de inflación eterna dentro de un entorno cosmológico más cuántico es nuevo y fascinante. Queda por ver si Hertog puede ahora plasmar estas ideas en una predicción de cómo buscar signos de otros universos.

Aunque este es el último artículo publicado por Hawking, también estaba trabajando en muchas otras teorías hacia el final de su vida. Por ejemplo, junto con los cosmólogos Malcolm Perry, de la Universidad de Cambridge, y Andy Strominger, de la Universidad de Harvard, estaba tratando de averiguar si la información física podría desaparecer permanentemente en un agujero negro, una pregunta que surgió de su investigación anterior. Se publicarán más trabajos de esta colaboración, por lo que aún no hemos escuchado lo último de Hawking.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.