Menú Buscar ¿Por qué se originó el universo? El multiverso de las redes gravitatorias HOY ESCRIBE JORGE ACUÑA ROJAS ¿Por qué se originó el universo? El multiverso de las redes gravitatorias En este artículo se expondrán los postulados de una teoría del origen del universo que puede ser llamada el multiverso de las redes gravitatorias. El plan para hacer esta exposición será primero hablar de la cosmología, luego se hablará de los postulados de la teoría de la relatividad especial y la teoría de la relatividad general, porque de estos postulados parte esta teoría del multiverso. Luego se hablará de la causa que propone esta teoría del origen del universo, y por ultimó se expondrán las propiedades que tiene el multiverso según esta teoría. La cosmología científica es una rama de la física que investiga la modelización de la evolución del universo. Como la cosmología es una rama de la física, entonces de una teoría cosmológica se debe exigir al menos que esta parta de las leyes físicas conocidas y que se busque evidencias empíricas en favor de los postulados fundamentales de la teoría. Anuncios INFORMA SOBRE ESTE ANUNCIOPRIVACIDAD Sin embargo, en las teorías del modelo inflacionario del universo y en la teoría de cuerdas se postulan la existencia de objetos físicos que se desconocen si realmente existen. En la teoría de cuerdas se sostiene que los ingredientes fundamentales de la naturaleza no son partículas puntuales sino pequeños filamentos unidimensionales llamados cuerdas (Greene, 1999), pero desconocemos si las cuerdas existen o solo son objetos matemáticos. Mientras que en el modelo inflacionario se postula la existencia de una partícula llamada inflatón, la cual produjo un campo que permitió que el espacio del universo, no su materia, se expandiera más rápido que la luz antes de que el universo tuviera 10-30 segundos luego de su origen (Guth, 1981). La inflación del universo a su vez permite dar cuenta de por qué el universo observado es más grande de lo que predice el modelo clásico del origen del universo, llamado modelo del Big Bang o modelo de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (=FLRW). Durante la inflación del universo su espacio se expandió quizá 1050 veces más de lo esperado por el tradicional modelo del Big Bang (Guth & Steinhardt, 1984, 90). Luego de los 10-30 segundos del origen del universo el modelo inflacionario y el modelo de FLRW coinciden. Anuncios INFORMA SOBRE ESTE ANUNCIOPRIVACIDAD En el modelo inflacionario las condiciones iniciales del universo son aleatorias y en el modelo clásico de FLRW el universo comenzó el proceso de su expansión desde una singularidad gravitatoria. Como una singularidad gravitatoria es un objeto de densidad indefinida, entonces la física no puede decir nada sobre el momento del origen del universo. Por ello, ni el modelo de FLRW ni el modelo inflacionario nos dicen por qué se originó el universo, debido a que estos modelos no postulan una causa física realmente posible para el evento del origen del universo. Además, es posible que la singularidad gravitatoria solo sea un objeto matemático que no tiene ningún referente en el mundo físico, ya que nunca se ha observado un objeto físico con una masa determinada y con un volumen de cero. Si las singularidades no existen, entonces ¿cuál es la causa física del origen del universo? La clave para responder a esta pregunta puede estar en los misteriosos agujeros negros y las ondas de gravedad que estos son capaces de producir cuando se aceleran. Anuncios INFORMA SOBRE ESTE ANUNCIOPRIVACIDAD Si se puede argumentar que el universo tiene un evento como causa que involucra a los agujeros negros y sus ondas de gravedad, entonces se puede argumentar que es posible una teoría del origen del universo que sea compatible con las leyes físicas conocidas, en este caso la teoría de la relatividad general de Einstein, porque esta teoría postula la existencia de los agujeros negros y las ondas de gravedad. La relatividad general en una teoría que parte de la teoría de la relatividad especial. Esta última fue publicada en 1905 por Einstein. Es de suma importancia tener en cuenta que la relatividad especial tiene dos famosos postulados. El primer postulado dice que las leyes de la naturaleza son las mismas en todos los sistemas inerciales de referencia (Einstein, 1905, 895). Asumir este postulado implica aceptar que las leyes de la naturaleza son válidas en todo el cosmos, y, por ende, todos los procesos y eventos ocurren siguiendo las leyes físicas. El segundo postulado de la relatividad especial dice que: la velocidad de la luz es constante para todo observador en cualquier sistema inercial de referencia inercial (Einstein, 1905, 895). Así, la relatividad especial reconoció que la velocidad de la luz es una de las magnitudes invariantes. Como la velocidad de la luz es constante, y además la velocidad de la luz es la velocidad máxima posible, entonces se puede inferir que no se puede acelerar una partícula a una velocidad mayor que la luz por más energía que se le aplique a la partícula. La teoría de la relatividad general asume los postulados de la teoría de la relatividad especial (Einstein, 1916). La relatividad general postula que el espacio-tiempo es un continuo infinito, y que el espacio es material porque este se deforma al curvarse en presencia de materia. Además, en la teoría de la relatividad general, las curvaturas en el espacio debidas a la materia permiten dar cuenta de la gravedad, porque si una partícula ingresa a un espacio curvo, entonces esta estará en presencia de un campo gravitatorio, el cual acelera a la partícula y lleva a esta a recorrer la menor distancia entre dos puntos en el espacio curvo. Las consecuencias de la relatividad general son sorprendentes, porque de esta teoría se puede inferir que la luz puede seguir una trayectoria curva cerca de un objeto masivo como el Sol, además esta teoría permite inferir la existencia de los agujeros negros, las ondas de gravedad y los lentes gravitacionales. Pero ¿cómo es posible que se forme un universo a partir de un evento que involucre al menos agujeros negros y ondas de gravedad? La respuesta puede estar en un concepto que se obtiene a partir de los conceptos de agujero negro y ondas de gravedad. Este concepto puede ser llamado red gravitatoria. Antes de definir una red gravitatoria, es importante tener en cuenta que un agujero negro es un objeto que produce un campo gravitatorio cuya velocidad de escape supera la velocidad de la luz. Como ejemplo de velocidad de escape se puede dar la velocidad de escape de la Tierra, ya que para que un objeto salga de la Tierra al espacio exterior se necesita una velocidad mayor a 11, 2 Km por segundo. Como la velocidad de la luz es un límite de velocidad en el cosmos y la velocidad de escape de un agujero negro supera la velocidad de la luz, entonces nada puede escapar de un agujero negro. Sin embargo, desde la mecánica cuántica se puede postular que un agujero negro puede emitir radiación. Pero la radiación que emite un agujero negro es inversamente proporcional a su masa, por lo que mientras más masivo es un agujero negro menos radiación emite. La radiación que emite un agujero negro se conoce como radiación de Hawking, en honor al célebre físico británico Stephen Hawking (1942-2018). Una red gravitatoria de agujeros negros puede ser definida como un agujero negro que recibe un campo gravitatorio debido a ondas de gravedad procedentes de otros agujeros negros vecinos. En el espacio continuo e infinito que postula la relatividad general se puede modelar el origen de un universo dentro de una red gravitatoria, porque en una red de estas es físicamente posible que se forme un universo en expansión acelerada, ya que cuando el campo gravitatorio de una red de estas supera al campo gravitatorio del agujero negro se puede invertir la dirección del campo gravitatorio de un agujero negro formándose un universo en expansión acelerada (Acuña, 2017). El campo gravitatorio que produce una red de estas sobre un sistema físico que esté en ella aumenta con el paso del tiempo, porque la red se contrae según la ley de la gravedad, y al contraerse la red, el campo gravitatorio que recibe un sistema físico que es parte de ella, aumenta con el paso del tiempo, ya que conforme más cerca estén los sistemas físicos más intenso es el campo gravitatorio que existe entre ellos. Así, si hay un universo en una red gravitatoria, la contracción de la red y la expansión de un universo dentro de ella son una acción-reacción. Por lo que la expansión de un universo se debe al campo gravitatorio en constante aumento que recibe el universo por la contracción de la red. Ahora bien, si el universo recibe un campo gravitatorio en aumento debido a una red gravitatoria, entonces este campo gravitatorio permite dar cuenta de la causa de la expansión acelerada del universo, porque mientras una red gravitatoria se contrae, un universo dentro de ella se expande. Si la energía oscura es la energía que produce la expansión acelerada del universo, y el universo se expande por el campo gravitatorio producido por sistemas físicos que conforman una red gravitatoria, entonces la energía oscura es el campo gravitatorio que recibe el universo de la red gravitatoria que lo contiene. Así, el modelo cosmológico de las redes gravitatorias también permite dar cuenta de qué es la energía oscura a la que se le atribuye la expansión acelerada del universo. En síntesis, la teoría del universo de las redes gravitatorias tiene al menos los tres siguientes postulados principales: (1) La condición suficiente del origen del universo es una red gravitatoria cuyo campo gravitatorio superó al campo gravitatorio de un agujero negro que estaba en ella. (2) Las condiciones necesarias del origen del universo son una red gravitatoria y un agujero negro. (3) La causa eficiente del origen del universo es el evento de un agujero negro en una red gravitatoria. De estos postulados, se puede inferir que el cosmos trasciende al universo, porque el evento del origen del universo tiene como causa al evento de un agujero negro en una red gravitatoria. Sostenemos que este cosmos que trasciende al universo es un multiverso infinito gobernado por la gravedad, porque en la teoría de la relatividad general se parte de un espacio-tiempo continuo e infinito que identificamos con el espacio-tiempo del multiverso. Así, desde esta teoría del multiverso todos los universos actuales incluyendo el nuestro se originaron siguiendo la ley de la gravedad, y cada universo es un sistema físico que a su vez es parte del sistema de todos los existentes físicos, es decir, el cosmos o el multiverso En el multiverso de las redes gravitatorias los universos están conectados entre ellos como los eslabones de una cadena por medio de redes de sistemas físicos que interactúan según la ley de la gravedad. En este cosmos no existe la posibilidad que toda su materia termine en un punto, porque la gravedad se desplaza a una velocidad finita, ya que las ondas de gravedad se desplazan a la velocidad de la luz. El multiverso tiene las algunas propiedades: es único, posee existencia propia, no está situado entre otras dos cosas, no interactúa con nada más, es eterno (no tiene inicio ni un final en el tiempo), ocupa todo el espacio y es infinito. Por otro lado, hay evidencia de que las redes gravitatorias existen, porque se han detectado ondas de gravedad procedentes de colisiones de agujeros negros (Abbott & al., 2016). Estas colisiones demuestran que existen estas redes, pues antes de colisionar dos agujeros negros conforman una red gravitatoria. También hay evidencia de que estamos en una gigantesca red cósmica de sistemas físicos que interactúan siguiendo la ley de la gravedad. Esta red está conformada por las innumerables galaxias que conforman el universo observable incluyendo a la Vía Láctea (Umeata et al., 2019). En conclusión, según la teoría del multiverso de las redes gravitatorias estamos en un universo que solo es parte de una red gravitatoria, la cual a su vez es parte de un multiverso infinito. En este multiverso los agujeros negros son universos en potencia, y la llamada fuerza de gravedad es la que permite la formación de un universo a partir de un agujero negro cuando el campo gravitatorio de una red de sistemas físicos supera al campo gravitatorio de un agujero negro. Así, en esta teoría cada universo tiene un evento como causa de su origen. Referencias: Abbott, B & al., A. (2016a, febrero). Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger. Physical Review Letters, 116, 6, 061102. Abbott, B & al. (2016b, junio). GW151226: Observation of Gravitational Waves from a 22-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence. Physical Review Letters, 116, 241103 Acuña, J. (2017a). Las redes gravitatorias de universos y de agujeros negros. Los tres teoremas de la cosmología. En Revista de filosofía de la Universidad de Costa Rica, LVI, No. 145, mayo-agosto de 2017, 11-35. Einstein, A. (1905). Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik., 17, 891-921. Einstein, A. (1916). Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie. Annalen der Physik, 354, 769-822 Greene, B. (1999). The elegant Universe. New York, London: Norton. Guth, A. (1981, enero). Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems. Physical Review, 23, 2, 347-356. Guth, A. & Steinhardt, P. (1984, mayo). The Inflationary universe. Scientific American, 250, 5, 90-102. Umehata, H. et al. (2019). Gas filaments of the cosmic web located around active galaxies in a protocluster. Science. Vol. 366, Issue 6461, pp. 97-100. Share this: TwitterFacebook Cargando... 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