Cosmología
Puntos calientes inesperados en el fondo cósmico de microondas (CMB) podrían haber sido producidos por agujeros negros que se evaporaron antes del Big Bang. Así lo dice un trío de científicos liderados por el físico matemático Roger Penrose en un artículo que presenta nueva evidencia de que nuestro universo es solo una etapa en un ciclo potencialmente infinito de extinción cósmica y renacimiento. Otros investigadores, sin embargo, siguen siendo escépticos de que el fondo de microondas realmente contenga signos de un “eón”anterior.
De acuerdo con la cosmología estándar, el universo sufrió una expansión muy breve pero excepcionalmente intensa justo después del Big Bang. Este período de “inflación” habría eliminado cualquier irregularidad en la estructura del universo primitivo, lo que llevaría al cosmos muy uniforme que observamos a nuestro alrededor.
Sin embargo, Penrose , con sede en la Universidad de Oxford, ha desarrollado una teoría rival conocida como “cosmología cíclica conforme” (CCC) que postula que el universo se volvió uniforme antes, en lugar de después, del Big Bang. La idea es que el universo circule de un eón al siguiente, cada vez comenzando infinitamente pequeño y ultra suave antes de expandirse y generar grupos de materia. Esa materia finalmente es absorbida por agujeros negros supermasivos, que a largo plazo desaparecen emitiendo continuamente radiación Hawking. Este proceso restaura la uniformidad y prepara el escenario para el próximo Big Bang.
Pérdida de masa
El CCC se ha encontrado con el escepticismo de muchos cosmólogos desde que se presentó en 2005, sobre todo porque el emparejamiento de un universo infinitamente grande en un eón con uno infinitamente pequeño en el siguiente requiere que todas las partículas pierdan su masa cuando el universo se haga muy viejo. Sin embargo, en 2010 Penrose y Vahe Gurzadyan del Instituto de Física de Ereván en Armenia afirmaron que habían encontrado evidencia para apoyar el CCC en forma de anillos de temperatura uniforme dentro del CMB. Esos anillos, según la idea, serían la firma en nuestro eón de ondas gravitacionales emitidas esféricamente generadas por la colisión de agujeros negros en el eón anterior.
El par encontró tales anillos en datos de la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson de la NASA (WMAP), mientras que al mismo tiempo afirmó que no vieron tal patrón en simulaciones (estándar) del CMB que habían llevado a cabo. Otros grupos, sin embargo, argumentaron que las simulaciones sí contenían anillos, una vez que se habían modificado para tener en cuenta la distribución de puntos calientes y fríos en varias escalas angulares que se ven en el CMB real y que se predicen por la física inflacionaria.
Sin inmutarse, Penrose ha publicado un tipo diferente de evidencia en apoyo de la CCC. En lugar de anillos de temperatura casi uniforme, ha identificado parches dentro del CMB que son mucho más calientes que la región circundante. La idea es que estos puntos calientes podrían deberse a la radiación (principalmente electromagnética) emitida durante la evaporación Hawking de agujeros negros supermasivos en el eón anterior.
Puntos de venta
Penrose dice que, aunque originalmente eran muy débiles, esas emisiones se habrían concentrado en nuestro propio eón en lugares con grandes cantidades de energía que él y sus colegas llaman puntos de venta. Esa concentración se produce, explica, porque “el universo pierde la noción de lo grande que es en la transición entre eones”. Los puntos de Halcón se habrían estirado durante el universo temprano, formando parches circulares con un diámetro en el cielo aproximadamente cinco veces el de la Luna.
En una preimpresión recientemente subida al servidor arXiv, Penrose y dos colegas – Daniel An, del SUNY Maritime College de los Estados Unidos, y Krzysztof Meissner, de la Universidad de Varsovia, en Polonia – informan de la búsqueda de puntos calientes de varios tamaños en los datos del CMB del satélite Planck de la Agencia Espacial Europea, y analizan la rapidez con que la temperatura de microondas disminuye a su alrededor en comparación con los puntos de 1000 mapas simulados del CMB. Encontraron que en y alrededor de puntos pequeños, ni un solo mapa simulado tenía gradientes de temperatura más altos que el cosmos real, con las variaciones de temperatura en este último caso siendo aproximadamente un orden de magnitud mayor (unos 3×10-4 K) que el promedio del CMB.
Respaldo fuerte
Según Penrose, esta disparidad entre los datos reales y simulados proporciona un respaldo fuerte para CCC sobre inflación. “Ciertamente, damos la bienvenida a los intentos de explicar estas observaciones en términos de modelos actualmente aceptados”, dice,”pero creemos que esto será difícil a menos que surjan ideas radicalmente nuevas”.
El universo podría quedar atrapado en un bucle y un reactor nuclear natural
Algunos otros físicos, sin embargo, no están convencidos. James Zibin, de la Universidad de Columbia Británica en Canadá, señala que los científicos han estado examinando el CMB durante años y no han encontrado evidencia de puntos particularmente calientes (aunque han identificado una mancha fría anómala). También considera que Penrose y sus colegas no han tenido en cuenta el efecto de “mirar en otro lugar”, argumentando que debido a que encontraron los puntos más calientes en los datos reales en lugar de los datos simulados en solo 2 de cada 40 pruebas (centrándose en diferentes tamaños de punto y región fronteriza CMB cada vez), las posibilidades de haber sido víctima de una casualidad estadística caen de 1 en 1000 a tan solo 1 en 50.
Douglas Scott, un colega de Zibin en Columbia Británica, también es escéptico. Describiendo el artículo como” muy confuso y difícil de seguir”, desconfía de lo que ve como una serie potencialmente interminable de intentos de encontrar características inusuales en el CMB. “Obviamente, si alguien pudiera demostrar que algún patrón específico en el cielo de microondas es una prueba de que el universo sufrió una serie de ciclos, entonces eso sería espectacularmente emocionante”, dice. “Pero este documento no llega a hacer eso.”
