MADRID, 9 Abr. (EUROPA PRESS) -
Un nuevo modelo astrofísico propone un universo construido sobre etapas de múltiples singularidades, en lugar de basarse únicamente en el Big Bang, para explicar la expansión del cosmos.
Descrito en la revista Classical and Quantum Gravity por el profesor de física de la Universidad de Alabama en Huntsville Richard Lieu, este modelo prescinde de la materia oscura y la energía oscura como explicaciones de la aceleración del universo y de cómo se generan estructuras como las galaxias.
El trabajo del investigador se basa en un modelo anterior que planteaba la hipótesis de que la gravedad puede existir sin masa.
"Este nuevo artículo propone una versión mejorada del modelo anterior, que también es radicalmente diferente", explica Lieu en un comunicado. "El nuevo modelo puede explicar tanto la formación y la estabilidad de la estructura como las propiedades observacionales clave de la expansión del universo en general, al incorporar singularidades de densidad en el tiempo que afectan uniformemente a todo el espacio para reemplazar la materia oscura y la energía oscura convencionales".
El modelo mejorado de Lieu no depende de fenómenos exóticos como la "masa negativa" o la "densidad negativa" para funcionar. En cambio, la teoría propone la noción de que el universo se expande debido a una serie de explosiones escalonadas llamadas "singularidades temporales transitorias" que inundan todo el cosmos de materia y energía. Sin embargo, ocurren tan rápidamente que no pueden observarse, ya que estas singularidades aparecen y desaparecen intermitentemente.
"Sir Fred Hoyle se opuso a la cosmología del Big Bang y postuló un modelo de 'estado estacionario' del universo en el que la materia y la energía se creaban constantemente a medida que el universo se expandía", señala Lieu. "Pero esa hipótesis viola la ley de conservación de la masa y la energía.
"En la teoría actual, la conjetura es que la materia y la energía aparecen y desaparecen en explosiones repentinas y, curiosamente, no se violan las leyes de conservación. Estas singularidades son inobservables porque ocurren raramente en el tiempo y son irresolublemente rápidas, y esa podría ser la razón por la que no se han encontrado la materia y la energía oscuras. Se desconoce el origen de estas singularidades temporales; se puede afirmar que lo mismo ocurre con el momento del Big Bang.
PRESIÓN NEGATIVA
Estas singularidades en el espacio, en lugar de la materia oscura, también generan algo llamado "presión negativa", un tipo de densidad de energía, similar a la de la energía oscura, que tiene un efecto gravitacional repulsivo, provocando la expansión acelerada del universo.
"Un ejemplo es la presión negativa ejercida por un campo magnético a lo largo de una línea de campo", dice Lieu. "Einstein también postuló la presión negativa en su artículo de 1917 sobre la Constante Cosmológica. Cuando la densidad de masa-energía positiva se combina con la presión negativa, existen algunas restricciones que garantizan que la densidad de masa-energía se mantenga positiva con respecto a cualquier observador en movimiento uniforme, por lo que el nuevo modelo evita el supuesto de densidad negativa.
El título del nuevo artículo de Lieu, "¿Son omnipresentes la materia oscura y la energía oscura?", insinúa las conclusiones finales del investigador: "No son omnipresentes, es decir, no están presentes en todo momento", afirma el investigador. "Solo aparecen en breves instantes durante los cuales la materia y la energía llenan el universo de manera uniforme, salvo por variaciones aleatorias de la densidad espacial que crecen hasta formar estructuras ligadas como las galaxias.
Entre estos intervalos no se encuentran en ninguna parte. La única diferencia entre este trabajo y el modelo estándar es que la singularidad temporal se produjo solo una vez en este último, pero más de una vez en el primero".
De cara al futuro de su investigación, Lieu afirma que el siguiente paso para validar su modelo del cosmos podría provenir de observaciones con instrumentos terrestres en lugar de algo como el Telescopio Espacial James Webb.
"La mejor manera de observar el efecto propuesto es utilizar un gran telescopio terrestre -como el Observatorio Keck [Waimea, Hawái] o el Grupo de Telescopios Isaac Newton en La Palma, España- para realizar observaciones de campo profundo, cuyos datos se segmentarían según el corrimiento al rojo", señala el investigador.
"Con una resolución suficiente del corrimiento al rojo (o, equivalentemente, temporal) generada por el segmentado del corrimiento al rojo, se podría observar que el diagrama de Hubble presenta saltos en la relación entre el corrimiento al rojo y la distancia, lo cual sería muy revelador".