El problema de horizontes y la velocidad de la luz.

Universo

Ilustración publicada en Muy Interesante.

El modelo inflacionario viene a explicar muchas cosas relacionadas con el origen de Universo.
En ese intento, hace agua en algunos puntos, digamos que explica algunas cosas y… plantea otras que no quedan claras, o peor, no las explica.
Bien, de eso se trata el modelismo.
Hay que hacer continuos retoques para explicar lo nuevo que se descubre, tanto que ya se habla de multiversos. Ahí, ya la inflación queda muy mal parada. Todo esto no sucede con la Matemática que es constructivista, se erige sobre ella misma.
En Fisica, los modelos van rodeando y describiendo la Naturaleza en sus diferentes escenarios. El problema surge cuando hay que unir todo en un sólo modelo.
Tenemos la Física clásica o Newtoniana para energías bajas a no muy altas, la Relatividad para altas energías y la Cuántica para el Universo atómico o corpuscular.
El problema aparece cuando hay que salvar las diferencias entre entornos y unir todo en una sola teoría, después de todo el Universo es uno sólo.

En al área de la Cosmología, la teoría inflacionaria nos dice que el Universo se expandió rápidamente de tal manera que la luz, o los fotones portadores de energía, llegaron a todos los rincones del mismo colaborando con que el Universo tenga una temperatura uniforme.
La radiación de fondo en micro-ondas (RFM) es la luz que se desparramó por todo el Universo en su expansión inicial y actualmente la observamos en todas direcciones. Así, su estudio nos dará pistas de lo que entonces sucedió.
Como ya se sabe, estas observaciones no sólo no corroboraban muchas cosas, sino que abría puertas a más interrogantes. Por ejemplo, los lugares más fríos que otros, o sea, las regiones de donde provienen fotones “más fríos”del RFM.

Aquí, con el tema de la temperatura del Universo ya hay un dilema.
Nuestro Universo tiene 14 mil millones de años de edad.
En una dirección observamos la RFM que proviene de 14 mil millones de años luz (AL) de distancia (nuestro horizonte en una dirección). En la dirección opuesta, observamos lo mismo (el horizonte en la dirección opuesta). Luego, la luz tuvo que viajar de un lado al otro para llenar el Universo. O sea que, hasta la actualidad, recorrió 28 mil millones de AL.
La pregunta es: ¿cómo pudo la luz recorrer 28 mil millones de AL, viajando a la velocidad de la luz, durante 14 mil millones de años?. O sea que no se entiende cómo en 14 mil millones de años recorrió el doble de lo que pudo recorrer en ese tiempo.
A esto se lo conoce como el problema de horizontes o de fronteras.

Una solución para este problema, sería que la velocidad de la luz no haya sido siempre la misma.
Si en el momento de la inflación, la luz se movía a mayor velocidad que la actual, incluso superando a las ondas gravitacionales, entonces el Universo pudo ser rápidamente bañado por ella y llegar pronto a una temperatura uniforme. Luego, con el aumento de la temperatura hasta su valor final, la velocidad de la luz disminuyó y pasó a ser la que hoy conocemos.

Referencia:

Fuente:

  • The critical geometry of a thermal big bang, Niayesh Afshordi, Joao Magueijo
    (Submitted on 9 Mar 2016 (v1), last revised 8 Nov 2016 (this version, v2)).
    https://arxiv.org/abs/1603.03312

pdp.

 

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