El universo puede estar devorando su interior, pero no se preocupe: los físicos que estudian este fenómeno, llamado "desintegración del espacio-tiempo", creen que es poco probable.
La idea de que en algunos escenarios de desarrollo el universo sería completamente destruido por una burbuja de nada en expansión no se recuerda desde 1982, cuando el físico teórico Witten presentó la posibilidad de la autocrítica del universo en la revista Nuclear Physics. Escribió: "Un agujero se forma espontáneamente en el espacio y se expande rápidamente hasta el infinito, absorbiendo todo lo que pueda ocurrir en el camino".
Teniendo en cuenta que una burbuja de nada destruyó el universo 13 mil millones de años antes de la publicación del artículo, o 38 años después, sería razonable no prestar atención a tales teorías. Pero tres físicos de la Universidad de Oviedo en España y la Universidad de Uppsala en Suecia argumentan que podemos beneficiarnos de la idea de una burbuja destructora del universo que todo lo consume.
El hecho de que nuestro universo sea mayoritariamente vacío es una de las razones por las que existe en un estado relativamente estable. En la teoría cuántica de campos, que vincula la física cuántica y la dinámica del espacio-tiempo, el vacío se entiende como el estado energético mínimo posible.
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Los estados cuánticos "excitados" con energías por encima del estado de vacío no duran mucho y tienen una tendencia a calmarse rápidamente a estados de menor energía mediante la emisión de fotones. El vacío, por otro lado, no tiene estados de energía más bajos a los que uno pueda continuar decayendo y, por lo tanto, existe en un estado estable.
Dado que la mayor parte de nuestro universo está en el vacío, en un estado de energía mínima, no necesitamos preocuparnos por la descomposición del espacio-tiempo. Sin embargo, en la física teórica, tales suposiciones no tienen lugar.
A principios de la década de 1970, varios físicos rusos exploraron por separado la idea de que hay algo entre un vacío estable y un no vacío inestable: un estado similar al vacío que parece ser estable debido a su muy largo período de predesintegración. Este "falso vacío" ayuda a eliminar las inconsistencias en las teorías sobre las condiciones tempranas del universo.
Aunque se ha propuesto el concepto de falso vacío para describir solo la transición anterior al Big Bang, una investigación reciente en el campo de Higgs (el campo de fuerza cuántico detectado por el acelerador de partículas del CERN) sugiere que todavía podemos vivir en un falso vacío: lo que antes se consideraba estable (la energía más baja) El estado de Higgs puede no ser el estado de energía más baja.
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La posibilidad de que la estabilidad de nuestro universo sea una ilusión a muy largo plazo ha planteado la cuestión de cómo y por qué razón podría desaparecer un fino vacío falso. Una respuesta es debido a la "burbuja de nada".
Una burbuja de la nada es un ejemplo de una "burbuja de espacio-tiempo", donde el espacio-tiempo tiene diferentes propiedades dentro y fuera de la burbuja. Si una burbuja de nada se forma espontáneamente en el espacio de un vacío falso, entonces crecerá y finalmente absorberá todo el Universo.
Pero, ¿por qué todavía no se ha formado ninguna burbuja? La respuesta está en la teoría de cuerdas, una candidata popular y exitosa para el título de "teoría del todo", que describe cuerdas diminutas con propiedades de las que carecen otras partículas fundamentales. En particular, las cuerdas tienen un estado oscilatorio que explica la gravedad cuántica. En otras palabras, la teoría combina fenómenos de la física cuántica con los efectos de los campos gravitacionales. Por eso la teoría de cuerdas es tan popular.
Las matemáticas de la teoría de cuerdas solo funcionan si hay más de cuatro dimensiones: tres dimensiones espaciales, una dimensión temporal y luego muchas otras dimensiones que son tan pequeñas que no pueden detectarse; están estrechamente comprimidas y ocultas y se deducen puramente matemáticamente.
Según esta matemática, no se formarán burbujas en el espacio-tiempo 4D. Su lugar está sólo en el espacio-tiempo multidimensional "desigual".
En otras palabras, como señala el teórico de cuerdas checo Lubos Motl, una burbuja de nada es peligrosa, porque si sucediera, ya debe haber sucedido.
De esa manera, no tenemos que preocuparnos de que la burbuja se trague todo el espacio-tiempo. Pero si se está preguntando cómo era el universo antes del Big Bang, definitivamente vale la pena estudiar la teoría de las burbujas nada más de cerca.
Kirill Panov
