«Es un nuevo paradigma para una realidad física»
Los investigadores han hallado indicios de que ciertas teorías cuánticas pueden explicar cómo surgieron el espacio y el tiempo en el Universo temprano, después de analizar la radiación de fondo de microondas, un eco del Big Bang. Suena como un final sorpresa en una película de ciencia ficción: el universo es un gran holograma y lo que consideramos como realidad podría ser solo una ilusión.
Pero ese es el hallazgo de un nuevo estudio liderado por un equipo de investigadores internacionales de la Universidad de Waterloo (Canadá), y del Perimeter Institute de Canadá, y de la Universidad de Southampton del Reino Unido, entre otros.
Este equipo de científicos cree que los nuevos datos respaldan la idea de que nuestro universo podría ser un holograma.
Eso no significa que lo que vemos y sentimos todos los días no exista, solo que tenemos que repensar cómo visualizamos el universo que nos rodea.
Piense en las películas 3D: las imágenes que vemos parecen tener profundidad, pero se presentan en una superficie bidimensional: la pantalla.
El concepto de un universo holográfico es similar, ya que esencialmente existimos sobre una superficie bidimensional, pero la información sobre esa superficie se expresa en tres dimensiones. Además, la gravedad y el tiempo no existen en el nivel fundamental, le dijo Kostas Skenderis, profesor en la facultad de ciencias matemáticas en la Universidad de Southampton y coautor del estudio, a CBC News.
Pero la idea de un universo holográfico no es nueva. Fue propuesta por primera vez en la década de 1990 por los científicos Leonard Susskind y Gerard ‘t Hooft en respuesta a la investigación del agujero negro de Stephen Hawking.
Hasta el momento, no ha habido evidencia concluyente para apoyar la teoría.
El universo temprano
La nueva investigación mira hacia atrás hace casi 14 mil millones de años, cuando el universo estaba en su infancia.
«Cuando abordamos este concepto de holografía, es una nueva forma de pensar sobre las cosas. Incluso los científicos que trabajaron en esto durante los últimos 20 años no tienen las herramientas adecuadas ni el lenguaje adecuado para describir lo que está sucediendo», dijo Skenderis,.
«Es un nuevo paradigma para una realidad física».
«Cuando se combinan la mecánica cuántica y la relatividad general, la mejor descripción en términos de esta teoría bidimensional, una forma de probar este resultado, es echar un vistazo al universo en sus inicios», dijo Skenderis.
Los científicos estudiaron los datos recopilados por el telescopio espacial Planck, que dejó de funcionar en 2013. Este telescopio fue capaz de planificar la radiación cósmica de fondo de microondas (CMB). Esta radiación se presenta como un eco del Big Bang hace casi 14 mil millones de años. Se extiende hacia afuera en todas direcciones, pero no es todo uniforme. Los científicos han analizado estas pequeñas desviaciones y las han mapeado con una precisión sin precedentes.
Los científicos, que han analizado la CMB han descubierto que existen pruebas sustanciales que apoyan una explicación holográfica del universo utilizando la teoría de la inflación cósmica. De esta manera, toda la información contenida en nuestra realidad 3D estaría contenida en una superficie 2D o bidimensionalen su fronteras. En esta explicación se elimina una dimensión: la de la gravedad.
«La estructura de estas desviaciones codifica la física del universo primitivo», dijo Skenderis. «Entonces, la pregunta es, si tienes una teoría para el universo primitivo, ¿puedes predecir la estructura de las pequeñas desviaciones?»
Esquema de la evolución de un Universo holográfico
Los patrones que muestra contienen información sobre el Universo temprano y sobre la aparición de las primeras estructuras (estrellas y galaxias) en el Universo posterior (a la derecha)
Vivimos en tres dimensiones
Usando la teoría holográfica, los investigadores usaron fórmulas matemáticas para calcular las predicciones. Estuvieron “extremadamente bien” de acuerdo con sus observaciones.
Entonces, aunque esta no es una prueba definitiva, tampoco puede descartarse.
El autor principal del artículo, Niayesh Afshordi del Perimeter Institute y de la Universidad de Waterloo, le dijo a CBC News que la teoría no significa que no haya una tercera dimensión.
«Vivimos en tres dimensiones, puedo ilustrarlo muy fácilmente: puedo saltar hacia arriba y hacia abajo, puedo ir y venir, puedo ir hacia la izquierda y hacia la derecha.»Hay tres dimensiones, puedo decir eso con confianza».
Los hallazgos ayudan a acercar las teorías de la mecánica cuántica (el estudio de lo muy pequeño) y la relatividad general (el estudio de lo grande), ya que actualmente ambas están en conflicto sobre cómo funciona el universo. Los astrofísicos continúan buscando la «teoría unificada» que uniría a los dos. En este caso, eliminar una dimensión espacial ayuda a reconciliar las teorías.
En 2015, un estudio realizado por el Fermilab no encontró evidencia que sugiriera que existimos en un universo holográfico. Pero Afshordi dijo que la ciencia está en constante crecimiento y aprendizaje. Cualquier teoría, incluida la suya, podría descartarse a medida que se recopile más evidencia.
Si bien todo el concepto podría ser alucinante, Afshordi dijo que la teoría es bastante sencilla.
«Yo diría que esta es la teoría más simple del universo primitivo. Y hasta ahora, esto es tan simple como puede ser y podría ayudar a explicar todo lo que vemos», dijo Afshordi.
La investigación ha sido realizada por científicos de la Universidad de Southampton (Reino Unido), de la Universidad de Waterloo (Canadá), del Instituto Perimeter (también Canadá), del Instituto Nacional de Física Nuclear (Italia) y de la Universidad de Salento (también Italia).
El estudio completo fue publicado en la revista científica Physical Review Letters.
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