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¿No existió el Big Bang?

 
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Redstar
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Registrado: 17 Nov 2005
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MensajePublicado: 05 Feb 2007 14:50    Asunto: ¿No existió el Big Bang? Responder citando

¿No existió el Big Bang?

El Universo eterno hecho posible por un nuevo modelo



Un nuevo modelo cosmológico demuestra que el Universo puede expandirse y contraerse sin fin, proporcionando un rival a las teorías del Big Bang y resolviendo un espinoso problema de la física moderna, de acuerdo con los físicos de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill.

El modelo cíclico propuesto por Dr. Paul Frampton, Louis J. Rubin Jr. distinguido profesor de física en el Colegio de Artes y Ciencias de la Universidad de Carolina del Norte, y el coautor Lauris Baum, estudiante graduado en física de la Universidad de Carolina del Norte, tiene cuatro partes principales: expansión, inflexión, contracción y rebote.

Durante la expansión, la energía oscura – la fuerza desconocida que causa la expansión del Universo a un ritmo acelerado -- empuja más y más hasta que toda la materia se fragmenta en parches tan alejados que nada puede salvar las distancias entre ellos.

Todo, desde los agujeros negros a los átomos queda desintegrado. En este punto, sólo una fracción de segundo antes del final del tiempo, comienza la inflexión.

En la inflexión, cada parche fragmentado colapsa y se contrae individualmente en lugar de unirse en una inversión del Big Bang. Los parches se convierten en un número infinito de Universos independientes que se contraen y rebotan hacia fuera de nuevo, en una reinflación similar a la del Big Bang. Uno de estos parches se convirtió en nuestro Universo.

"Este ciclo tiene lugar un infinito número de veces, eliminando de esta forma cualquier inicio o final del tiempo", dijo Frampton. "No hay ningún Big Bang".

Un artículo que describe este modelo está disponible en arXiv.org y aparecerá en una próxima edición de Physical Review Letters.

Los cosmólogos ofrecieron un modelo de Universo oscilante, sin inicio ni final, por primera vez, como alternativa el Big Bang en los años 1930. La idea fue abandonada debido a que las oscilaciones no podían ser reconciliadas con las reglas de la física, incluyendo la segunda ley de la termodinámica, dijo Frampton.

La segunda ley dice que la entropía (una medida del desorden) no puede destruirse. Pero si la entropía se incrementa entre una oscilación y la siguiente, el Universo se hará más grande en cada ciclo. "El Universo crecería como una bola de nieve", dijo Frampton. Cada oscilación se haría cada vez más grande. "Extrapolando hacia atrás en el tiempo, esto implica que las oscilaciones antes que las nuestras fueron más y más cortas. Esto lleva inevitablemente a un Big Bang".

Frampton y Baum sortearon el Big Bang postulando que, en la inflexión, cualquier entropía remanente está en parches demasiado remotos para su interacción. Tener cada uno de estos “parches ocasionales” convertido en un Universo separado permite a cada Universo contraerse esencialmente vacío de materia y entropía. "La presencia de cualquier materia crea dificultades insuperables con la contracción", dijo Frampton. "La idea de volver atrás vacíos es el ingrediente más importante de este nuevo modelo cíclico".

Este concepto sacudió a Frampton cuando vino a su cabeza el pasado octubre.

"De pronto vi que había una nueva forma de resolver este problema aparentemente imposible", dijo. "Yo estaba sentado con los pies en mi escritorio, medio dormido y confuso, y caso me caigo de la silla cuando me di cuenta de una posibilidad mucho, mucho más simple".

También clave para el modelo de Frampton y Baum es la suposición sobre la ecuación de estado de la energía oscura – la descripción matemática de la presión y densidad. Frampton y Baum supusieron que la ecuación de estado de la energía oscura es siempre menor que -1. Esto distingue su trabajo de un modelo cíclico similar propuesto en 2002 por los físicos Paul Steinhardt y Neil Turok, quienes suponían que la ecuación de estado nunca es menor que -1.

Una ecuación de estado negativa da a Frampton y Baum una forma de detener el Universo de su propio estallido, un final que los físicos llaman “Big Rip”. La pareja encontró que en su modelo, la densidad de la energía oscura se vuelve igual a la densidad del Universo y la expansión se detiene justo antes del Big Rip.

Los nuevos satélites, actualmente en construcción, tales como el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea, podrían recopilar suficiente información para determinar la ecuación de estado de la energía oscura, dijo Frampton.

Puede descargar una copia del artículo en:
http://arxiv.org/abs/hep-th/0610213

Fuente original:
http://www.physorg.com/news89399974.html
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Malala
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Registrado: 04 Nov 2005
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Ubicacin: Buenos Aires, Argentina

MensajePublicado: 06 Feb 2007 00:47    Asunto: Responder citando

Qué interesante! Me encantaría saber las repercusiones que está teniendo esta propuesta entre la comunidad científica. Será cuestión de esperar un par de días... Surprised
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alshain
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Registrado: 26 Nov 2005
Mensajes: 278

MensajePublicado: 20 Feb 2007 13:45    Asunto: Responder citando

Malala, quizás estás sobreestimando el artículo al preguntarte por posibles repercusiones. Esto por otro lado es perféctamente comprensible debido al título, que es algo engañoso aunque no incorrecto.

Primero, conviene notar que el modelo cosmológico estándar describe un universo cada vez más caliente y denso en su pasado, con ciertos parámetros cosmológicos y postulando la existencia de ciertas fases en la historia del universo. El orígen del tiempo, de acuerdo con la relatividad general, se encuentra en un estado pasado en el cual las nociones clásicas de espacio y tiempo dejan de tener sentido. A este estado se lo denomina singularidad inicial o big-bang.

La relatividad general predice que todo modelo cosmológico con ciertas características ha de tener una singularidad inicial. La condición esencial para que esto se de es la existencia de un contenido que no tenga propiedades demasiado exóticas y proporcione el grueso o porcentaje mayor de la densidad energética.

Para explicar la dinámica del universo en este estado el modelo cosmológico estándar y la relatividad general no valen. Para ello hacen falta otro tipo de teorías, que describan el comportamiento cuántico de la gravitación (la relatividad general es una teoría clásica y determinista, pero no cuántica). Esto es así porque la escala de distancias es tan pequeña y la energía tan grande, que se cree que la cuántica deja de ser despreciable para describir la gravedad.

Las teorías cuánticas de la gravedad existentes hoy no tienen soporte empírico, pero hay criterios teóricos de consistencia que sugieren qué camino a seguir. Hay básicamente dos, las supercuerdas y la gravedad cuántica de bucles. Ambas teorías proporcionan modelos de cosmología cuántica, que es la rama de la física que pretende describir la singularidad inicial. En ambos casos, los modelos predicen la existencia de régimenes clásicos más allá de la singularidad inicial.

Es decir, la singularidad inicial no es mas que un estado transitorio entre dos ciclos de expansión y contracción en los modelos más populares, como algunos modelos de cosmología de branas (basados en la teoría de cuerdas) o la cosmología cuántica de bucles. También existen modelos de cosmología cuántica en los que esto no es así; en los que el universo o el espacio-tiempo empiezan a existir partiendo de un estado anterior completamente diferente, pero ninguno de ellos está basado en uno de los dos candidatos más firmes que hay hoy a gravitación cuántica.

Por tanto, incluso en las extensiones más usuales de la física estándar el universo no tiene un orígen. Sí tiene un big-bang, si uno entiende el big-bang como el estado de singularidad inicial.

Es partiendo de esta reflexión desde la cual hay que releer el artículo que inicia este tema. La idea ahí es modificar las condiciones en la relatividad general de tal forma que en un modelo de colisión de branas la singularidad inicial no se de y lo que haya sea una posible transición clásica entre dos régimenes clásicos. Para ello hay que introducir un tipo de energía oscura más exótica que la que ya se ha postulado para explicar la posible aceleración de la expansión del espacio que sugieren las supernovas Ia.

Además, el papel propone un mecanismo para solventar el problema de la creciente entropía que lastra sobre los modelos cíclicos, sugeriendo que la contracción no se produce del todo de forma simétrica sino que lo que fue expandido inicialmente en un periodo de gran expansión puede colapsar en distintos universos separados.

El artículo en si es serio y ha sido publicado, pero su repercusión hay que entenderla en su justa medida. Se trata de una propuesta teórica sin soporte experimental alguno, que modifica las condiciones usuales que se cree son válidas para proponer una solución que los autores consideran más estética bajo su propio punto de vista.
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