Por qué nuestro Universo debe haber nacido en un agujero negro de otro universo

Un pequeño cambio en la teoría gravitatoria implica que nuestro universo ha heredado su flecha del tiempo del agujero negro en el que nació.

“Debido a esto, nuestro propio universo ha de estar en el interior de un agujero negro que existe en otro universo”, esta es la conclusión a la que ha llegado Nikodem Poplawski de la Universidad de Indiana en un sobresaliente artículo sobre el origen del tiempo y la naturaleza del espacio.

La idea de que nuevos universos puedan ser creados dentro de agujeros negros y que el nuestro puede haberse originado de esta manera ha sido materia prima para la ciencia ficción durante muchos años. Sin embargo, una derivación científica sobre esta hipótesis nunca se había dado.

Hoy Poplawski habla de esta hipótesis. Dice que la idea de que los agujeros negros son las madres cósmicas de nuevos universos es una consecuencia natural de una nueva asunción sencilla sobre la naturaleza del espacio-tiempo.

Poplawski apunta que la formulación de la relatividad general no tiene en cuenta el momento intrínseco del spin half particles. Sin embargo hay otra versión de la teoría, llamada Einstein-Cartan-Kibble-Sciama que sí lo hace.

Agujero negro

Esta predice que las partículas con espín semientero deberían interactuar, generando una fuerza de repulsión diminuta llamada torsión. En circunstancias normales, la torsión es demasiado pequeña como para tener ningún efecto. Pero cuando las densidades son mucho mayores que las que se dan en la materia nuclear, pasa a ser significativa. En particular, dice Poplawski, la torsión previene que la formación de singularidades dentro de un agujero negro.

Esto es interesante por muchas razones. Primero, tiene implicaciones por la forma en la que el Universo habría crecido cuando estaba cercana a su tamaño mínimo.

Los astrofísicos conocen desde hace mucho tiempo que nuestro universo es tan grande que no podría haber alcanzado el tamaño actual al ritmo al que crece ahora. En vez de esto, creen que creció muchos órdenes de magnitud en una fracción de segundo después del Big Bang, un proceso conocido como inflación.

El problema con la inflación es que necesita una teoría adicional para explicar por qué ocurre y eso es difícil. El enfoque de Poplawski resuelve este problema inmediatamente. Dice que es la torsión la que provocó la rápida inflación.

Esto significa que el universo tal y como lo vemos ahora puede ser explicado por una única teoría gravitacional sin asunciones adicionales sobre la inflación.

Otro importante sub-producto de este enfoque es que hace possible que nazcan universes dentro de los horizontes de sucesos de algunos tipos de agujeros negros. Aquí, la torsión evita  la formación de una singularidad pero permite una gran densidad de energía, lo que lleva a la creación de partículas a una escala enorme mediante creación de pares a lo que le siguió la expansión de un nuevo universo.

Este es un suceso del tipo del Big Bang. “Una expansión como esta no es visible para observadores fuera del agujero negro, para quienes la formación del horizonte y todos los procesos sucesivos ocurren tras un tiempo infinito.

Por otro lado, este enfoque también sugiere una solución a otro de los grandes problemas de la cosmología: por qué el tiempo parecer fluir en una dirección pero no en la otra, a pesar de que las leyes de la física son simétricas en el tiempo.

Poplawski dice que el origen de la flecha del tiempo viene de la asimetría con la que fluye la materia hacia dentro de un agujero negro desde el universo inicial. “La flecha del tiempo cósmico de un universo interior a un agujero negro sería entonces reparada por el colapso asimétrico de la materia a través del horizonte de sucesos”, dijo.

En otras palabras, nuestro universo heredó su flecha del tiempo de su madre.

Dice que los universes “hijo” pueden heredar otras propiedades de sus madres, lo que implica que podría ser posible detectar estas propiedades, si se consiguen pruebas de su idea.

Las teorías del todo no son mucho más ambiciosas que esto. ¡Muy entretenido!

Ref: arxiv.org/abs/1007.0587: Cosmology With Torsion – An Alternative To Cosmic Inflation

Este artículo ha sido traducido de Technology Review y publicado bajo licencia CC by-sa

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