Una nueva teoría cosmológica está desafiando el modelo tradicional del Big Bang al proponer que el universo se originó a partir de un colapso gravitacional que creó un agujero negro. Según un estudio publicado por el Profesor Enrique Gaztanaga en la Universidad de Portsmouth, la materia dentro de este agujero negro fue intensamente comprimida antes de rebotar hacia afuera como un resorte, lo que llevó al nacimiento del universo tal como lo conocemos hoy.
Algunos científicos ahora creen que las leyes de la física cuántica indican que la materia no puede ser comprimida indefinidamente. Esto se alinea con la idea de que el colapso gravitacional no tiene que conducir a una singularidad, sino que puede detenerse y revertirse, transformándose en un "rebote" explosivo bajo las condiciones adecuadas. El modelo ofrece una perspectiva diferente: en lugar de comenzar desde un universo en expansión, considera lo que sucede cuando la materia excesivamente densa colapsa bajo la gravedad, similar a una estrella que colapsa en un agujero negro.
"El Big Bang se describe a menudo como el explosivo nacimiento del universo, un solo momento de la emergencia del espacio, el tiempo y la materia. Pero ¿y si no fuera un principio en absoluto? ¿Y si nuestro universo surgiera de algo más, algo tanto más familiar como más radical?" explicó el profesor Gaztanaga, según The Independent. Añadió: "Hemos demostrado que el colapso gravitacional no tiene por qué terminar en una singularidad y descubierto que una nube colapsante de materia puede alcanzar un estado de alta densidad y luego rebotar, retornando hacia afuera en una nueva fase de expansión. Lo que aparece al otro lado del rebote es un universo increíblemente similar al nuestro."
El modelo explica tanto la fase rápida de expansión cósmica como la aceleración subsiguiente observada hoy, ambas resultantes de la física del rebote y no de otros factores como la energía oscura. Describe cómo una nube de materia colapsante puede alcanzar un estado de alta densidad que no necesariamente conduce a una singularidad, sino que puede detenerse y rebotar hacia afuera, iniciando una nueva fase de expansión.
El rebote ocurre enteramente dentro del marco de la relatividad general combinada con los principios fundamentales de la mecánica cuántica, sin necesidad de dimensiones extras o teorías físicas no comprobadas. La integración de la física establecida distingue al modelo de otras teorías especulativas. Además, el modelo predice una pequeña cantidad de curvatura espacial positiva pero no nula. Si observaciones futuras, como las del telescopio espacial Euclid lanzado en julio de 2023 por la Agencia Espacial Europea, confirman esta curvatura, sería una fuerte indicación de que nuestro universo surgió de un rebote de este tipo.
Según el estudio, no estamos en el centro del universo, ni somos únicos; todo nuestro universo visible yace dentro de un agujero negro formado en algún universo "padre" más grande. Esto continúa el principio copernicano: la Tierra no es el centro del cosmos, nuestra galaxia no es única y nuestro universo quizás tampoco lo sea. Esta perspectiva sugiere que el universo podría estar dentro de un agujero negro anidado en un universo padre más grande, que a su vez podría estar dentro de otro agujero negro, llevando a una secuencia interminable de "universos dentro de universos".
La teoría tradicional del Big Bang asume que el universo comenzó hace aproximadamente 14 mil millones de años a partir de un punto pequeño y denso llamado "singularidad", donde las leyes de la física ya no son válidas. La singularidad es un problema teórico profundo que sugiere que en realidad no entendemos el comienzo del universo en absoluto. El modelo cosmológico estándar deja algunas de las preguntas más fundamentales sin respuesta y requiere más "muletas" teóricas, como la "energía oscura" que los científicos añadieron para explicar la aceleración continua del universo.
Incluir los efectos de la mecánica cuántica puede cambiar la historia en densidades extremas, previniendo la compresión de la materia hasta el infinito y llevando a la detención del colapso y al inicio de un rebote. El principio de exclusión cuántica establece que no pueden ocupar el mismo estado cuántico dos partículas idénticas conocidas como fermiones. Como resultado, el colapso se detiene y se revierte, haciendo que el rebote no solo sea posible sino inevitable bajo las condiciones adecuadas.
Lo que emerge en el otro lado del rebote es un universo similar al nuestro. El modelo predice que el universo está ligeramente curvado, una "prueba concluyente" que se puede buscar con el telescopio espacial Euclid. Si observaciones futuras confirman una pequeña curvatura positiva, apoyaría firmemente la idea de que nuestro universo surgió de un rebote de ese tipo.
Gaztanaga y sus colegas presentaron sus hallazgos en un artículo en Phys.org. Esperan que esta teoría pueda ser probada pronto e incluso demostrada visualmente. El modelo podría arrojar nueva luz sobre otros misterios profundos en nuestra comprensión del universo temprano. "Este enfoque también busca resolver enigmas persistentes, como galaxias aparentemente más antiguas que el universo e inconsistencias en la expansión del cosmos", señaló Gaztanaga.
La nueva perspectiva abre la posibilidad de un multiverso con múltiples realidades coexistiendo con la nuestra. Nuestro universo puede ser solo uno de muchos, continuando con la lógica de la desmitificación copernicana de la posición de la Tierra. Lejos de negar el Big Bang, la nueva perspectiva lo reformula. En lugar de que el universo comience desde un punto de densidad infinita, la nueva teoría se basa en leyes cuánticas que no permiten tales condiciones infinitas.
La teoría del "Universo del Agujero Negro" sugiere que el borde de nuestro universo es el horizonte de eventos de un agujero negro, lo que nos impide ver más allá. Lo que sucede dentro de un agujero negro, más allá del horizonte de eventos del cual nada puede escapar, sigue siendo un misterio.
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