Los cosmólogos han gastado décadas esforzándose por entender por qué nuestro universo es tan asombrosamente vainilla. Por lo que podemos ver, no solo es suave y plano, sino que también se expande a un ritmo cada vez más lento, cuando los cálculos ingenuos sugieren que, al salir del Big Bang, el espacio debería haberse arrugado por la gravedad y destrozado por la repulsiva energía oscura.
Para explicar la planitud del cosmos, los físicos han agregado un capítulo inicial dramático a la historia cósmica: proponen que el espacio se infló rápidamente como un globo al comienzo del Big Bang, eliminando cualquier curvatura. Y para explicar el suave crecimiento del espacio después de ese hechizo inicial de inflación, algunos han argumentado que nuestro universo es solo uno entre muchos universos menos hospitalarios en un multiverso gigante.
Pero ahora dos físicos han dado la vuelta al pensamiento convencional sobre nuestro universo vainilla. Siguiendo una línea de investigación iniciada por Stephen Hawking y Gary Gibbons en 1977, el dúo ha publicado un nuevo cálculo que sugiere que la sencillez del cosmos es esperable, en lugar de rara. Nuestro universo es como es, según Neil Turok de la Universidad de Edimburgo y Latham Boyle del Perimeter Institute for Theoretical Physics en Waterloo, Canadá, por la misma razón por la que el aire se esparce uniformemente por una habitación: opciones más raras son concebibles pero extremadamente improbable.
El universo “puede parecer extremadamente ajustado, extremadamente improbable, pero [they’re] diciendo: 'Espera un minuto, es el favorito'”, dijo Thomas Hertog, cosmólogo de la Universidad Católica de Lovaina en Bélgica.
“Es una contribución novedosa que utiliza métodos diferentes a los que la mayoría de la gente ha estado haciendo”, dijo Steffen Gielen, cosmólogo de la Universidad de Sheffield en el Reino Unido.
La provocativa conclusión se basa en un truco matemático que consiste en cambiar a un reloj que funciona con números imaginarios. Usando el reloj imaginario, como lo hizo Hawking en los años 70, Turok y Boyle pudieron calcular una cantidad, conocida como entropía, que parece corresponder a nuestro universo. Pero el truco del tiempo imaginario es una forma indirecta de calcular la entropía, y sin un método más riguroso, el significado de la cantidad sigue siendo objeto de acalorados debates. Mientras que los físicos se preguntan cuál es la interpretación correcta del cálculo de la entropía, muchos lo ven como una nueva guía en el camino hacia la naturaleza cuántica fundamental del espacio y el tiempo.
"De alguna manera", dijo Gielen, "nos está dando una ventana para ver quizás la microestructura del espacio-tiempo".
Turok y Boyle, colaboradores frecuentes, son reconocidos por idear ideas creativas y poco ortodoxas sobre cosmología. El año pasado, para estudiar qué tan probable es nuestro universo, recurrieron a una técnica desarrollada en los años 40 por el físico Richard Feynman.
Con el objetivo de capturar el comportamiento probabilístico de las partículas, Feynman imaginó que una partícula explora todas las rutas posibles que unen de principio a fin: una línea recta, una curva, un bucle, hasta el infinito. Ideó una manera de dar a cada camino un número relacionado con su probabilidad y sumar todos los números. Esta técnica de "integral de trayectoria" se convirtió en un poderoso marco para predecir cómo se comportaría cualquier sistema cuántico.
Tan pronto como Feynman comenzó a publicar la integral de trayectoria, los físicos detectaron una curiosa conexión con la termodinámica, la venerable ciencia de la temperatura y la energía. Fue este puente entre la teoría cuántica y la termodinámica lo que permitió el cálculo de Turok y Boyle.
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