lunes, 30 de mayo de 2011

Buscando señales del tiempo anterior al Big Bang


Más de una vez he discutido este tema y comentado incluso que lo de 
“Antes del Big Bang” es algo que hay que manejar con mucho cuidado, sobre todo porque en muchos sentidos se considera o se ha de considerar que el instante inicial de todas las cosas es el Big Bang

Al menos en física clásica, porque en cosmología cuántica sí que se plantean
 este tipo de cosas.

La investigación del Big Bang para conocer la evolución del universo se enfoca hacia los posibles finales que podría tener, etcétera. 

Esa discusión se llevó a cabo ya en tiempo de Einstein donde se peleaban por conseguir soluciones estacionarias o ver qué sería del futuro del universo además de otros modelos que plantean alternativas diferentes.

Pero también es interesante plantear no solo qué pasó entre esa estrecha ventana que es el instante en que todo hace catapúm! y los famosos
 10 -34 segundos que abarcan la llamada época de Planck sobre la que no tenemos ni repajolera idea, entre otras cosas por la díscola gravedad que se resiste a ser unificada. 

Esa época del universo en la que todas las fuerzas estaban unidas es un misterio para la física moderna, y en cierto modo una frontera.

 El hecho es que nosotros nacimos de las estrellas, ahora estamos para preguntarnos si esa explosión inicial salió de algún sitio o qué.

Es una situación límite que algunos consideran que está fuera de la propia intención de la física, pero hay modelos que proponen una sucesión virtualmente eterna de épocas de expansión sucedidas de otras de colapso y vuelta a empezar. 

A día de hoy, lo que observamos en el universo es que todo se expande de forma acelerada y parece tener pocas intenciones de volverse a juntar en un futuro. 

Habida cuenta además de que falta muchísima masa por todas partes parece difícil que esa expansión se llegue a detener para luego volver a su sitio por el único efecto de la atracción gravitacional mutua.

Entender los mecanismos que harían esto posible es muy complicado, podríamos entonces preguntarnos, en el caso de que un escenario de ciclos de expansión-colapso fuera cierto (“big bounce”) qué clase de huellas cabría esperar encontrarse por ahí, si es que hay alguna, o si por el contrario cada etapa es completamente limpia y nunca quedan restos de la historia anterior.
Estos días atrás reseñaban en Technology Review un paper titulado “Persistence Of Black Holes Through A Cosmological Bounce”, arXiv:1104.3796v1 [astro-ph.CO], en el que tratan de evaluar si sería posible encontrarnos por ahí agujeros negros que hubieran sido capaces de sobrevivir a la transición, al big bounce.

Los cosmólogos establecen una clase particular de agujeros negros, llamados primordiales, a un tipo que serían básicamente escombros o restos de aquella gran masa que explotó en un momento dado a partir de la cual se formó… bueno, todo lo que existe.
Así, estos agujeros negros primordiales estarían por ahí, en cualquier sitio, completamente dispersos por todo el universo a medida que se fue expandiendo. 
La cuestión es que estos agujeros negros son muy pequeños (en términos de masa) y tendrían que ir evaporándose o estallar en explosiones de rayos gamma en un universo joven y esa huella de su desaparición podría llegarnos a nosotros miles de millones de años después.
 Nadie ha observado nada parecido, todavía.
En general se da por hecho que la singularidad creada en la fase de compresión no da lugar a que haya algunas piezas que se libren de ese destino, pero los autores del paper previamente citado proponen que en ciertas circunstancias sí que cabría esperar que parte de esa masa evitara el destino y de algún modo sobreviviera como entidad diferente. 
Hablamos de masas, como mucho, la de nuestro Sol. 
Eso en términos astronómicos es muy poco. Pero muy poco.
Aún hay otro problema más y es que esos agujeros negros primordiales serían virtualmente indistinguibles de los agujeros negros que sobrevivieran del universo anterior.
 Y como decía antes, nadie ha visto aún un agujero negro primordial, como para plantearse si habría este tipo de restos. 
Aunque algunos cosmólogos sugieren que algunas explosiones de rayos gamma que ya hemos conocido podrían explicarse como huellas de estos agujeros negros primordiales.
Para ayudar en esta tarea está el telescopio espacial de rayos gamma “Fermi“.

Otros se plantean si podemos observar otras huellas de tiempos pasados, cicatrices que delaten el proceso completo, mirando el fondo de microondas.
 Es un tema que salió a la palestra en el último trimestre de 2010 y que la prensa recogió diciendo que habían descubierto extraños círculos en el fondo de microondas, en parte porque Roger Penrose era uno de los que lo propusieron y se encargó de darle bastante difusión al tema.
Al poco tiempo surgieron algunos papers negando estos hechos (véase por ejemplo “No evidence for anomalously low variance circles on the sky” arXiv:1012.1305v3 [astro-ph.CO], ó “A search for concentric circles in the 7-year WMAP temperature sky maps” arXiv:1012.1268v1 [astro-ph.CO])) y hubo críticas abiertas hacia Penrose por este tema restando importancia a estos supuestos círculos. Sin embargo, el tema sigue en discusión y se sigue publicando al respecto (“Pre-Big-Bang Cosmology and Circles in the Cosmic Microwave Background” arXiv:1104.3688v1 [gr-qc]).

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