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Las partículas y las fuerzas
Los fermiones: quarks y leptones
Los bosones: portadores de fuerzas
Las teorías de gran unificación
La teoría del Todo
Las partículas virtuales
La era de Planck y la inflación
La era de Planck
La era inflacionaria
La homogeneidad del Universo
La planitud del Universo
La aparición de la materia y la
bariogénesis
La evolución de la materia
El confinamiento de los
quarks y la era hadrónica
El desacoplamiento de
los neutrinos y la era leptónica
La nucleosíntesis primordial
La recombinación y la radiación
fósil
Las fluctuaciones de
densidad primordiales
Algunas curiosidades
La dualidad onda-partícula
La paradoja EPR y la no
separabilidad
El ajuste de las constantes fundamentales
El gato de Schrödinger
Los universos paralelos
La era de Planck
Nuestra descripción del nacimiento del Universo no va a comenzar exactamente en
el tiempo cero. Si repasamos la película del Big bang a la inversa, más nos
acercamos al nacimiento del Universo y más elevadas son su temperatura y
densidad. Así, las condiciones se vuelven cada vez más extremas, y las leyes
de la física deben ser extrapoladas en ámbitos que nuestros aceleradores de
partículas no son capaces de reproducir.
La era de Planck
Los físicos desarrollaron al final del siglo pasado las
teorías de unificación
de las fuerzas que permiten intentar estas extrapolaciones. Sin embargo, no hay
teoría confirmada de unificación de la gravitación con las otras fuerzas,
solamente algunas tentativas de respuestas como, por ejemplo, la
teoría de las
supercuerdas. Así, no es posible describir todos los primeros instantes del
Universo, cuando la densidad y temperatura eran tales que la gravitación y las
otras fuerzas sólo formaban probablemente una única interacción.
La extrapolación de la física conocida muestra que estas condiciones extremas
reinaron cuando el Universo tenía una edad de menos de 10-43
segundos. Todo el período que precede, llamado era de Planck, nos es, pues,
inaccesible.
Max Karl Ernest Ludwig Planck (Kiel, Alemania, 23 de abril de 1858 – Gotinga,
Alemania, 4 de octubre de 1947) fue un físico alemán considerado como el
fundador de la teoría cuántica y galardonado con el Premio Nobel de Física en
1918.
El espacio tiempo durante la era de Planck
La ausencia de teoría confirmada no nos impide tener algunas ideas de carácter
general sobre la física del Universo en esta época. Queda así claro que durante
la era de Planck nuestra concepción habitual del
espacio-tiempo está completamente obsoleta.
Puesto que la gravedad debe comportarse como las otras tres fuerzas, ella
también se asocia a un bosón
portador de interacción: el gravitón. La era de Planck está así animada de
un incesante vaivén de gravitones intercambiados por las diversas partículas
virtuales que pueblan entonces el Universo. Sin embargo, el gravitón no es una
partícula como las otras. Es, en cierto modo, un concentrado de curvatura del
espacio-tiempo. Las sucesiones frenéticas de creaciones y desapariciones de
gravitones se traducen, pues, en cada punto por importantes fluctuaciones de la
curvatura del espacio-tiempo.
En consecuencia, debemos rechazar la imagen habitual del espacio como tejido
elástico muy liso. Durante la era de Planck, el espacio-tiempo es más bien una
superficie muy atormentada y constantemente en cambio; una clase de espuma
cuántica en la cual los vínculos se hacen y deshacen sin cesar entre regiones
próximas o muy alejadas.
Añadamos a este cuadro, ya un poco difícil de imaginar, el hecho de que, en esta
época, las dimensiones de espacio suplementarias
requeridas, por ejemplo, por la teoría de las supercuerdas no están escondidas.
Todas las dimensiones están desarrolladas de la misma manera, y las partículas
evolucionan en un espacio en más de tres dimensiones.
El instante cero
¿Qué es el instante cero? Allí también existen varias posibilidades y la
situación está lejos de ser clara. En la visión tradicional de las cosas, cuando
se acerca el tiempo cero, el Universo ve su temperatura y densidad media
aumentar hasta acabar finalmente en un estado de singularidad donde alcanzan un
valor infinito.
Pero según otra visión desarrollada por el inglés Stephen Hawking y el americano
James Hartle, tal singularidad no es necesaria. Según ellos, cuando se remonta
hacia la época inicial, el tiempo pierde poco a poco el carácter que le
conocemos y se transforma en una dimensión de espacio. Así, cuando nos
acercamos al tiempo cero, la noción misma del tiempo desaparece, lo que elimina
la necesidad de una singularidad inicial. |
