El universo puede haber nacido de la nada, con un “antiuniverso” gemelo en el que el tiempo corre en la dirección opuesta, en lugar de explotar desde un punto infinitamente pequeño y denso, o “singularidad”.

Esta es la conclusión del físico Naman Kumar, del Indian Institute of Technology Gandhinagar, y, si es correcta, podría tener implicaciones para nuestra comprensión de misterios como la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura.

Kumar escribió:

“En mi modelo, propongo que nuestro universo no surgió de una singularidad clásica, sino que emergió de una fase euclidiana a través de la mecánica cuántica.

La esencia de la idea es que dos ramas —un universo y su antiuniverso inverso en el tiempo— se crean simultáneamente».

Muchos modelos de creación cósmica tratan de esquivar el espinoso problema de la singularidad inicial, en el que nuestro conocimiento actual de la física se iría al traste.

Los físicos teóricos James Hartle y Stephen Hawking, por ejemplo, propusieron que, en lugar de tener un comienzo estricto tal y como lo entenderíamos, el universo evolucionó a partir de un estado «sin límites» en el que el tiempo y el espacio estaban entrelazados.

Expansión de Universo. Crédito de imagen: depositphotos.com

Túnel cuántico. Otra teoría que explica el origen del universo

El físico Alexander Vilenkin, por su parte, ha sugerido que el universo surgió espontáneamente de un estado de nada a través de un extraño fenómeno de la mecánica cuántica conocido como túnel cuántico.

Sin embargo, según Kumar, ninguno de estos modelos explica del todo el nacimiento del universo tal y como lo observamos ahora.

El físico dijo:

“Un elemento clave que falta en estos enfoques es la incorporación de un mecanismo que explique de forma natural un universo plano.

En la cosmología clásica, la curvatura espacial desempeña un papel fundamental. Sin embargo, las observaciones sugieren que nuestro universo es casi plano.

Esta desconexión me llevó a considerar si otro ingrediente, en concreto, un potencial cuántico, podría asumir el papel normalmente reservado a la curvatura”.

En el ámbito cuántico, explica el físico, cada partícula puede describirse mediante una función de onda que incluye tanto un potencial clásico como un potencial cuántico.

El uso de un potencial cuántico en lugar de la curvatura cósmica, dijo, permite una rápida fase de expansión al principio del universo que explicaría la planitud y uniformidad que vemos en el universo hoy en día.

En el modelo de Kumar, la creación cósmica comienza con un llamado instantón euclidiano, una fase en la que el tiempo se comporta más como el espacio.

Kumar explica:

“Durante esta fase, el factor de escala del universo, que nos indica su tamaño, sigue un comportamiento similar al coseno.

Este comportamiento asegura que el universo emerja con un tamaño finito en el momento en que comienza el tiempo, evitando así las densidades infinitas asociadas con las singularidades”.

Representación de un par universo-antiuniverso. Crédito de imagen: Wikimedia Commons

Teoría del antiuniverso va más allá del origen de nuestro universo

Según Kumar, su modelo de universo-antiuniverso tiene implicaciones que van más allá del nacimiento de nuestro universo, ya que puede arrojar nueva luz sobre varios enigmas cosmológicos de larga data.

Entre ellos se encuentran la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura, los misteriosos fenómenos ocultos que los físicos han propuesto para explicar, respectivamente, la inesperadamente alta rotación de las galaxias y la expansión acelerada del universo.

Kumar explicó:

“El entrelazamiento cuántico entre el universo y su antiuniverso puede ser responsable de los misteriosos fenómenos de la energía oscura, que impulsan la expansión acelerada que observamos hoy en día.

Además, el proceso de creación simétrica podría proporcionar información sobre la naturaleza y la abundancia de la materia oscura, conectando potencialmente estos enigmas cósmicos con el mismo nacimiento del universo”.

Con su estudio inicial completado, Kumar está trabajando ahora para perfeccionar su modelo cosmológico y explorar más a fondo sus implicaciones para la evolución del universo.

El físico explicó:

“Un paso crítico a seguir es derivar predicciones comprobables de este marco.

Estoy trabajando para identificar firmas sutiles, como patrones específicos en el fondo cósmico de microondas o en la estructura a gran escala del universo, que podrían validar el proceso de creación del universo/antiverso”.

Kumar concluyó:

“Sigo entusiasmado con la posibilidad de que nuevas investigaciones en esta dirección puedan arrojar luz sobre algunos de los misterios más profundos de la cosmología”.

Los hallazgos de la investigación titulada “Creation of a flat universe-antiuniverse pair from nothing” han sido publicados en IOP Science.

[FT: phys.org]

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