El libro de los universos by John D. Barrow

autor:John D. Barrow [Barrow, John D.]
La lengua: spa
Format: epub
Tags: Divulgación, Ciencias exactas
editor: ePubLibre
publicado: 2011-01-01T05:00:00+00:00

FIGURA 8.3. (a) Trayectorias a través del espacio-tiempo que trazan los rayos de luz moviéndose a velocidad constante en ausencia de gravedad, (b) La atracción gravitatoria de la materia y radiación del universo dobla las trayectorias de los rayos de luz respecto de la línea recta. La gravedad los enfoca y convergerán en una singularidad en el pasado si hay materia suficiente en el universo y si la gravedad es siempre atractiva.

Si examinamos distintas situaciones extremas, es de esperar que la teoría de Einstein también acabe fallando. El descubrimiento de la naturaleza cuántica de la energía y de la materia por parte de Bohr, Einstein, Planck y Heisenberg durante el primer cuarto del siglo XX reveló que la energía viene en paquetes definidos y que no puede aceptar todos los valores posibles. Las tradicionales partículas de la física se muestran ahora con un aspecto ondulatorio complementario. Esta cualidad de onda tiene más en común con una oleada de crímenes que con una ola marina. Se trata de una onda de información. Del mismo modo que la llegada de una oleada de crímenes a tu barrio significa que es más probable que un crimen se haya cometido en él, que una onda de un electrón pase a través de tu instrumento significa que es más probable que detectes un electrón. La longitud de onda cuántica de una masa m es inversamente proporcional a m, de modo que cuando la masa es grande, los efectos de su onda cuántica son minúsculos, su alcance es mucho menor que el tamaño físico de la masa y no hace falta que les prestemos demasiada atención. Sin embargo, cuando la masa de una partícula es muy pequeña, su longitud de onda cuántica se hace mucho mayor y puede superar fácilmente el tamaño físico de la partícula. En esta situación, el comportamiento de la masa será extraño según los estándares de Newton: será intrínsecamente cuántico y ondulatorio.

La descripción de la gravedad de Einstein no contiene nada de estas rarezas cuánticas. Así, hace tiempo que nos hemos dado cuenta, después de que John A. Wheeler lo destacase en 1957, de que en las primeras fases del universo pudieron darse condiciones en las que la teoría de Einstein fallase. Necesitaríamos que una nueva versión de la relatividad general —la «gravedad cuántica»— ocupase su lugar. Para averiguar lo que vamos a necesitar consideraremos simplemente la distancia que la luz ha recorrido desde el inicio de la expansión (el tamaño del «universo visible») y nos preguntaremos si es inferior a la longitud de onda cuántica de la masa contenida en una esfera de ese radio (la masa de todo el universo en ese momento). Antes de ese momento, el comportamiento del universo entero será el de una onda cuántica que la teoría de Einstein es incapaz de describir: esta nueva era de gravedad cuántica, cuando la propia naturaleza del espacio y del tiempo es inestable, sucede cuando el universo tiene una edad de menos de 10−43 segundos.

Supongamos que rastreamos nuestro universo

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