La imagen más famosa que tenemos del Big Bang es la de un único punto que se expandió y dio origen al universo.
Pero, ¿y si este es solo el gemelo de otro universo que se formó al mismo tiempo que este punto y se expandió en la dirección opuesta?
Esa es la audaz propuesta que fue publicada recientemente por un grupo de cosmólogos en el Perimeter Institute for Theoretical Physics en Canadá.
Y van más allá. En ese «antiuniverso» que proponen, que se mueve en sentido contrario al nuestro, el tiempo también corre en sentido contrario.
Esta hipótesis, por compleja que parezca, es un intento de sus autores por explicar de una manera más simple y «económica» varios misterios del cosmos, entre ellos, la enigmática materia oscura.
Al otro lado del espejo
Hay dos conceptos clave para entender la idea de un «anti-universo».
El primero tiene que ver con el modelo estándar de la física de partículas, una teoría que describe las partículas fundamentales de las que está hecho el universo y las fuerzas que las hacen interactuar entre sí.
De acuerdo con este modelo estándar, cada vez que aparece una partícula de materia, también lo hace su contraparte de antimateria, una partícula idéntica con una carga diferente. Esto significa que durante el Big Bang se produjo la misma cantidad de materia y antimateria.
Y el segundo concepto es el de simetría.
En cosmología, este principio indica que cualquier proceso físico permanece igual, incluso si el tiempo retrocede, el espacio se invierte o si las partículas son reemplazadas por antipartículas.
En base a estos dos principios, la analogía que se podría hacer es que, así como existe un universo, cabría esperar que existiera un «antiuniverso» simétrico a lo que conocemos.
Simetría
En un estudio reciente realizado por el Perimeter Institute for Theoretical Physics de Canadá, los autores analizaron un tipo de simetría llamada CPT (carga, paridad e iniciales de tiempo).
Esta simetría indica que si inviertes las cargas, la imagen y el tiempo de una interacción de partículas, esa interacción se comportará de la misma manera.
Entonces, esta simetría que se aplica a las partículas, según los autores del estudio, también podría aplicarse al universo como un todo, lo que abre la posibilidad de un universo simétrico.
«El universo en su conjunto simétrico CPT», escriben los autores de la investigación.
Bajo esta premisa, el Big Bang es un punto de partida a partir del cual se origina el universo y su imagen especular (en el espejo).
«Sugerimos que el universo antes del Big Bang es el ‘antiverso’ del universo después del Big Bang», dicen los autores.
¿Cómo es este «anti-universo»?
Latham Boyle, uno de los coautores del estudio, advierte que no está seguro acerca de la hipótesis del «antiuniverso» y que sus propuestas deberán verificarse experimentalmente. Pero cree que sus cálculos le dan algunas pistas.
“Hasta ahora creemos que el antiverso es un verdadero espejo reflejado en el tiempo, con un intercambio de partículas y antipartículas”, le dice Boyle a BBC Mundo (el servicio en español de la BBC).
Según este punto de vista, este «antiuniverso» no es un universo independiente, sino un mero reflejo del nuestro.
«Tenemos un ‘anti-yo’ en el otro universo, pero no es independiente», dice Boyle.
«Si elige comer huevos para el desayuno, su versión antiversa no puede elegir comer tocino para el desayuno. Si come huevos para el desayuno, tendrá anti-huevos para el desayuno», agrega.
¿Qué sucede con el tiempo en el «anti-universo»?
Tal como lo propusieron Boyle y sus colegas, el Big Bang es como un espejo que invierte no solo la imagen sino también la dirección del tiempo.
En ambos lados del universo, el tiempo se aleja del Big Bang: en un lado, la flecha del tiempo va hacia la derecha y, en el otro, hacia la izquierda.
«Todos los lados del universo piensan que es perfectamente normal», dice Boyle. «Ambos creen que su tiempo avanza. Desde nuestro punto de vista, en el antiverso el tiempo retrocede, pero para ellos somos nosotros los que rebobinamos».
La idea de Boyle encierra otra posibilidad: quizás seamos nosotros los que estamos en el «anti-universo» y no lo sepamos.
Y otra pregunta que te puedes estar haciendo: ¿es posible viajar a este «anti-universo»?
«No podemos cruzar al otro lado del espejo», dice Boyle. «Para eso, tendría que ser posible viajar al pasado».
Es decir, habría que viajar por el espacio-tiempo, atravesar la singularidad del Big Bang y salir al otro lado.
soluciones minimalistas
Pero más allá de estas ideas de ciencia ficción, el trabajo de Boyle y sus colegas también propone soluciones a problemas más prácticos en física y cosmología.
Su propuesta ofrece información desafiante sobre tres conceptos fundamentales de la cosmología: la materia oscura, la inflación posterior al Big Bang y las ondas gravitacionales.
La materia oscura es un elemento misterioso que constituye el 25% del universo, pero hasta ahora nadie ha podido observar qué es ni de qué está hecho.
La materia oscura, sin embargo, se puede notar debido a la influencia gravitacional que ejerce sobre el cosmos.
Durante años, los científicos han propuesto diversas teorías para explicar qué es esta materia oscura, pero nadie tiene una respuesta convincente.
Algunas de las posibles respuestas apuntan a que está hecho de una partícula que aún no conocemos, es decir, que está fuera del modelo estándar.
El estudio de Boyle, sin embargo, ofrece una respuesta «más económica» a este enigma.
Su propuesta es que, para explicar la materia oscura, no es necesario imaginar nuevas partículas.
En cambio, Boyle cree que la respuesta puede ser que la materia oscura está formada por «neutrinos diestros», una variedad de neutrinos que no forman parte del modelo estándar.
Los «neutrinos diestros» aún no se han probado, pero según Boyle, muchos científicos están de acuerdo en que podrían ser parte del modelo estándar.
De esta forma, Boyle se ahorra el esfuerzo de especular con nuevas partículas y encuentra la respuesta en las leyes de la física que ya conocemos.
Hasta ahora, los neutrinos conocidos son «zurdos», en referencia a la dirección en la que giran. Pero en un universo simétrico, cabría esperar que también existiera un neutrino dextrógiro, es decir, un antineutrino, según afirma el astrofísico Paul Sutter, en un artículo del portal Live Science en el que repasa el estudio de Boyle.
Estos neutrinos dextrógiros serían prácticamente invisibles y su presencia solo podría ser detectada por la gravedad.
«Una partícula invisible que impregna el universo y solo interactúa a través de la gravedad se parece mucho a la materia oscura», explica Sutter.
Joseph Formaggio, un físico que investiga el papel de los neutrinos en la cosmología, dice que encuentra interesante la propuesta de Boyle para explicar la materia oscura.
“Me gusta el modelo minimalista”, le dijo a BBC Mundo Formaggio, quien no participó en la investigación.
«Por lo general, en la física de partículas se pueden explicar muchos fenómenos mediante la introducción de nuevas partículas, interacciones y campos, por lo que es fácil perderse».
«Pero esta investigación adopta otro enfoque, no agrega nada más allá de lo que ya hemos observado», concluye Formaggio, quien dirige la División de Física Experimental Nuclear y de Partículas en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.
Formaggio señala que la idea de los neutrinos dextrógiros es muy común, aunque no se sabe si existen.
«Son una partícula nueva, pero en realidad no lo son», dice riendo.
Ni inflación ni ondas gravitacionales
Finalmente, el estudio plantea dudas sobre la existencia de inflación cósmica y ondas gravitatorias primordiales, que habrían dado origen al universo, según la teoría del Big Bang.
El modelo de Boyle cuestiona si después del Big Bang hubo un período en el que el universo se expandió rápidamente, concepto conocido como inflación.
Esa inflación, a su vez, puede haber creado ondas gravitacionales primordiales, que son ondas que viajan en el tejido del espacio-tiempo, como las ondas generadas por una piedra arrojada a un lago.
La propuesta de Boyle sostiene que, en lugar de inflación, la materia del universo se expandió con menos fuerza, sin necesidad de una «época inflamatoria».
Entonces, según este modelo, si no hubo inflación, tampoco hubo ondas gravitatorias primordiales.
En 2015 se detectaron por primera vez ondas gravitacionales. Boyle, sin embargo, advierte que estos corresponden a eventos posteriores al Big Bang, por lo que no son ondas gravitacionales primordiales.
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Fuente: uol.com.br