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Físicos de la Universidad de British Columbia pueden haber resuelto uno de los grandes enigmas de la naturaleza: ¿qué causa la aceleración de la expansión 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 en el universo, nos daríamos cuenta de que está compuesto constantemente de espacio y tiempo fluctuante. "El espacio-tiempo no es tan estático como parece, se mueve constantemente", dijo Wang.
"Esta es una idea nueva en un campo donde no ha habido muchas ideas nuevas que traten de abordar este tema", dijo en un comunicado Bill Unruh, profesor de física y astronomía que supervisó el trabajo de Wang.
En 1998, los astrónomos encontraron que nuestro universo se está expandiendo a un ritmo cada vez mayor, lo que implica que el espacio no está vacío y en su lugar está lleno de energía oscura que empuja la materia lejos.
El candidato más natural para la energía oscura es la energía del vacío. Cuando los físicos aplican la teoría de la mecánica cuántica para aspirar la energía, predicen que habrá una increíblemente grande densidad de energía de vacío, mucho más que la energía total de todas las partículas del universo. Si esto es cierto, la teoría de Einstein de la relatividad general sugiere que la energía tendría un efecto gravitacional fuerte y la mayoría de los físicos piensan que esto haría explotar el Universo.
Afortunadamente, esto no sucede y el universo se expande muy lentamente. Pero es un problema que debe resolverse para que la física fundamental progrese.
A diferencia de otros científicos que han tratado de modificar las teorías de la mecánica cuántica o la relatividad general para resolver el problema, Wang y sus colegas Unruh y Zhen Zhu, tambiénen el doctorado de la misma universidad, sugieren un enfoque diferente. Toman en serio la gran densidad de energía de vacío predicha por la mecánica cuántica y encuentran que hay información importante sobre la energía del vacío que faltaba en los cálculos anteriores.
Sus cálculos proporcionan una imagen física completamente diferente del universo. En este nuevo cuadro, el espacio en el que vivimos fluctúa salvajemente. En cada punto, oscila entre expansión y contracción. A medida que oscila hacia adelante y hacia atrás, ambos fenómenos casi se cancelan entre sí, pero un efecto neto muy pequeño impulsa al universo a expandirse lentamente a una velocidad acelerada.
Pero si el espacio y el tiempo fluctúan, ¿por qué no podemos sentirlo? "Esto ocurre a escalas muy pequeñas, miles de millones y miles de millones de veces más pequeñas 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 componen el agua sobre la que se mueven esas olas".
El estudio ha sido publicado en Physical View D.
jpe
