Podrían existir grietas en el espacio-tiempo en el universo; sin embargo los telescopios de la humanidad no tendrían la capacidad necesaria para verlas.

Las grietas, si existen, son antiguas, restos de un tiempo poco después del Big Bang, cuando el universo acababa de pasar de un estado más cálido y extraño al más frío y familiar que vemos hoy.

Ese gran enfriamiento, lo que los físicos llaman una «transición de fase», comenzó antes en algunos lugares que en otros, según la teoría.

Las burbujas del universo más frío se formaron y se extendieron, floreciendo a través del espacio hasta que se encontraron con otras burbujas. Eventualmente, todo el espacio hizo la transición, y el viejo universo desapareció.

Pero ese viejo estado de alta energía podría haber vivido en las fronteras entre las burbujas, grietas en la estructura del espacio-tiempo donde esas regiones de enfriamiento se unieron y no encajaron perfectamente.

Crédito: © Optical image – A. Mellinger, U.Central Michigan; radio image – E. Carretti, CSIRO; radio data – S-PASS team; composition – E. Bresser, CSIRO

Evidencia de las grietas del universo

Algunos físicos pensaron que aún podríamos ver evidencia de esas grietas o defectos, conocidos como «cuerdas cósmicas», en el fondo cósmico de microondas (CMB), el calor que quedaba de la aparición violenta del universo.

Según un nuevo documento, esa evidencia simplemente sería demasiado débil para que cualquier telescopio pueda detectar el ruido.

De acuerdo a Oscar Hernández, físico de la McGill University, las cuerdas cósmicas son objetos difíciles de imaginar, pero tienen análogos en nuestro mundo.

Hernández dijo a Live Science:

¿Has caminado en un lago congelado? ¿Has notado grietas en el hielo congelado del lago? Todavía es bastante sólido. No hay nada que temer, pero hay grietas”.

Esas grietas se forman a través de un proceso de transición de fase similar al de las cuerdas cósmicas.

Las cuerdas cósmica se asemejan a las grietas en el hielo, dice Oscar Hernández, físico de la McGill University. Crédito: PxHere

Los lugares de reunión imperfectos en la superficie de un lago helado forman largas grietas. En el tejido donde el espacio y el tiempo se cruzan, forman cuerdas cósmicas, si la física subyacente es correcta.

¿Dónde se ubican las cuerdas cósmicas?

En el espacio, los investigadores creen que hay campos que determinan el comportamiento de las fuerzas y partículas fundamentales. Las transiciones de la primera fase del universo dieron vida a estos campos.

Hoy, esos puntos de encuentro aparecerían como líneas de energía infinitamente delgadas a través del espacio.

Encontrar esas cuerdas cósmicas sería un gran problema porque serían otra evidencia de que la física es más grande y más complicada de lo que permite el modelo actual, dijo Hernández.

Desde 2017, ha habido una gran cantidad de interés en tratar de detectar cuerdas en el CMB, escribieron Hernández y su coautor en su artículo, publicado el 18 de noviembre en la base de datos arXiv y aún no revisado por pares.

Los bucles de cuerdas cósmicas se mueven y oscilan, produciendo ondas gravitacionales, luego se encogen lentamente a medida que pierden energía hasta que desaparecen. Crédito: © Matt DePies / UW

Suponiendo un mapa perfecto y sin ruido del CMB, escribieron en un documento separado de 2017, una computadora que ejecuta ese tipo de red neuronal debería poder encontrar cuerdas cósmicas incluso si sus niveles de energía (o «tensión») son notablemente bajos.

Pero revisando el tema en este nuevo artículo de 2019, mostraron que, en realidad, es casi imposible proporcionar datos CMB lo suficientemente limpios para que la red neuronal detecte estas posibles cuerdas.

Sin embargo, eso no significa que todo esté perdido, escribieron.

Un nuevo método para cazar cuerdas cósmicas se basa en mediciones de la expansión del universo en todas las direcciones a través de las partes antiguas del universo.

Muchas teorías sobre el nacimiento del universo sugieren que está atravesado por cadenas cósmicas: grietas en el espacio-tiempo creadas durante el enfriamiento rápido después del Big Bang. Este modelo muestra las cuerdas en naranja y muchos bucles más pequeños en verde. Crédito: Carlos Martins / Paul Shellard

Este método, llamado «21 centimeter intensity mapping», no se basa en estudiar los movimientos de galaxias individuales o en imágenes precisas del CMB. En cambio, se basa en mediciones de la velocidad a la que los átomos de hidrógeno se alejan de la Tierra, en promedio, en todas las partes del espacio profundo.

Los mejores observatorios para el 21 centimeter intensity mapping (llamado así porque el hidrógeno emite energía electromagnética con una longitud de onda de 21 cm) aún no están en línea. Pero cuando lleguen, hay esperanza de evidencia más clara de cadenas cósmicas en sus datos.

El estudio científico ha sido publicado en el sitio web de pre-impresión arXiv.org.

Fuente: Live Science