El espacio-tiempo es menos grumoso…

publicado el 26 de agosto de 2012 en «Milenio Diario»
columna: «se descubrió que...»

 

Un equipo de la Michigan Technologial University, encabezado por el físico Robert Nemiroff sostiene que el espacio-tiempo se parece más al whisky que a la cerveza: lo constituyen unidades más pequeñas que las propuestas por el modelo general de la astrofísica. ¿Unidades de espacio-tiempo? Sí.

Hasta la entrada del siglo XX, el sentido común y la física estuvieron de acuerdo: la energía podía partirse tanto como un cálculo exigiera. No fue así: hay un límite de la naturaleza, el quantum de energía propuesto por Planck. La luz tuvo su quantum a partir de 1905 con la solución de Einstein a lo que parecía un problema menor: el efecto fotoeléctrico, por el que la luz arranca electrones a los metales. Y no arranca más al ser más intensa, sino al ir del color (o longitud de onda) rojo al violeta.

La materia tuvo también su mínimo imposible de partir, su verdadero á-tomo: el electrón, los quarks. ¿Y el espacio y el tiempo? Desde Newton había quedado saldado que el tiempo transcurre de forma constante e inalterable por todo el universo. Hay un tiempo absoluto. También fue 1905 el año en que la relatividad dio al traste con tan sensata idea.

¿Y el espacio? Entre dos puntos del espacio, así estén separados por una distancia menor al átomo, puedo hacer una mitad y otra y otra. La respuesta de los físicos fue que tampoco eso era verdad: el espacio es como una fotografía formada de minúsculos píxeles, no hay medio-píxel. Eso fue la longitud de Planck. Una vez admitido que hay un límite para la división de la energía y de la materia, se podía esperar lo mismo: unidades de espacio-tiempo indivisibles.

El estudio publicado este viernes por Michigan Tech News pone en duda que el espacio sea tan granuloso, al menos tiene granos menores a la longitud de Planck. El espacio es, digamos, espumoso, pixeleado, "hecho de unidades fundamentales llamadas ‘longitudes de Planck’, que tienen menos de una billonésima de billonésima del diámetro de un átomo de hidrógeno". La receta va así: se toma un átomo de hidrógeno y su diámetro se divide en un millón de partes, se toma una y se vuelve a dividir en otro millón de partes. Así tenemos una billonésima. Repitiendo los cortes, tenemos una billonésima de billonésima. Una imagen más ilustrativa la ofrece Brian Greene en The elegant universe: si infláramos un átomo al tamaño de todo el universo conocido, la longitud de Planck tendría el tamaño de un árbol promedio.

El equipo de Nemiroff ha encontrado que el espacio es más liso que esas unidades. Llegan a esa conclusión luego de analizar los rastros de tres fotones (¡tres!) de diversas longitudes de onda captados por el Fermi Gamma-ray Space Telescope de la NASA en mayo de 2009.

La energía tiene ondas en distancias más cortas conforme pasa de radio a infrarrojo, a rojo y luz visible hasta el violeta, ultravioleta, rayos x y rayos gama. "Las longitudes de onda de esos fotones [gama] están entre las distancias más cortas conocidas por la ciencia: tan cortas que deberían interactuar hasta con la aún más pequeña longitud de Planck. Y al tener diversa longitud de onda deberían dispersarse, rebotando de forma distinta, en su camino a través del espacio-tiempo pixeleado en unidades con la longitud de Planck".

Estos fotones vienen de una erupción de rayos gama, "de las cosas más interesantes en el universo", cuya causa puede ser el colapso de una estrella gigante, "con frecuencia ocurrido miles de millones antes de que la Tierra se formara".

Si tenemos una cuesta formada por grava muy gruesa y echamos a rodar una pelota de tenis y otra de básket, rebotarán de forma muy diversa: la grava afectará poco a la pelota grande. "Luego de cruzar miles de millones de años-luz, las longitudes de Planck deberían dispersar la luz, y los tres fotones provenientes de la misma erupción de rayos gama no deberían haber chocado con el telescopio Fermi al mismo instante. Pero así ocurrió".

La primera maravilla es que analicen tres fotones, sólo tres unidades de luz. Luego, que descubran su procedencia y calculen los rebotes si el espacio fuera granuloso en longitud de Planck. Fotones gama de mayor o menor longitud de onda se deberían comportar como pelotas de diverso tamaño: botar en diversos ángulos. Si casi no hay diferencia es que los "grumos", la "grava" del espacio-tiempo es más fina, más similar a una cancha de tenis en la que el ángulo de rebote puede calcularse con precisión. En una "cancha" de piedras al tamaño de un puño, las pelotas de tenis rebotarían en dirección inesperada. Eso debió ocurrir según el modelo aceptado de la astrofísica. No fue así. ¿Los grumos del espacio-tiempo son más finos que longitudes de Planck? En ciencia, nada es dogma. Pero afirmaciones notables exigen pruebas notables.

Luna azul: este viernes 31 tendremos la segunda luna llena de agosto. Cuando hay dos en un mes, la segunda se conoce como luna azul.

 

la talacha fue realizada por: eltemibledani
 

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