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Cosmología cíclica conforme

Febrero 17, 2022

La Cosmología cíclica conforme (o CCC) es un modelo cosmológico en el marco de la relatividad general, defendido por los físicos teóricos Roger Penrose y Vahe Gurzadyan.[1]​[2]​[3]​ En la CCC, el universo se repite a través de ciclos infinitos, en los cuales el infinito de tipo tiempo de cada iteración anterior se identifica con la singularidad del Big Bang del siguiente.[4]​ Penrose popularizó esta teoría en su libro Ciclos del tiempo: Una extraordinaria nueva visión del universo, publicado en lengua inglesa en 2010.[5]​

Sir Roger Penrose, sustentador de esta teoría, en el Festival della Scienza, Génova, 2011.

Idea básica

La idea básica del físico británico[6]​ es conectar una secuencia numerable de espacio-tiempos abiertos según el modelo FLRW, cada uno implicando un Big Bang seguido de una expansión infinita en el futuro. Penrose advierte que el límite pasado de conformación de una copia de un espacio-tiempo FLRW puede ser "conectado" con el límite futuro de conformación de otro, después de un tránsito de tipo "transformación conforme". En particular, cada medida FLRW individual   se multiplica por el cuadrado del factor conforme  , que se aproxima a cero en un infinito de tipo tiempo, "aplastando" de alguna forma el límite futuro de formación en una hipersuperficie conforme regular (que sería de tipo espacio, de existir en efecto una constante cosmológica positiva, como actualmente se cree). El resultado es una nueva solución de las ecuaciones de Einstein, que Penrose aplica a escala universal y que se compone de una secuencia de ciclos o sectores que este científico denomina "eones".

En su obra Ciclos del tiempo, Penrose explica la transición entre eones, aun definidos por fronteras de magnitudes extremas, de la siguiente forma:

Quizá el lector se sienta preocupado por la identificación de un futuro remoto, donde la radiación se enfría hasta temperatura cero y se expande hasta densidad cero, con una explosión de tipo big bang, donde la radiación ha empezado a una temperatura infinita y una densidad infinita. Pero el "estiramiento" conforme en el big bang reduce estas temperatura y densidad infinitas a valores finitos, y la "compresión" conforme en el infinito aumenta la densidad y la temperatura nulas a valores finitos. Estos son precisamente los tipos de reescalado que hacen posible que los dos encajen, y el estiramiento y la compresión son procedimientos a los que la física relevante en uno u otro lado es completamente insensible. También puede mencionarse que el espacio de fases P, que describe la totalidad de los estados posibles de toda la actividad física en uno u otro lado del tránsito […], tiene una medida de volumen que es conformemente invariante, básicamente por la razón de que cuando las medidas de distancia se reducen, las correspondientes medidas de momento aumentan (y viceversa) de tal manera que el producto de las dos no es en absoluto afectado por el reescalado (un hecho que será de importancia crucial para nosotros […]). Llamo a este esquema cosmológico cosmología cíclica conforme, abreviada como CCC.[7]​

Implicaciones físicas

La característica más importante de este modelo para la física de partículas es que, dado que los bosones obedecen las leyes de la teoría conforme de campos, se comportarán de la misma manera en los eones reescalados que en sus contrapuntos FLRW originales. (Clásicamente, esto se corresponde con el hecho de que la estructura del cono de luz se conserva en una reestructuración conforme.) Para este tipo de partículas, el límite entre eones no es un límite en absoluto, sino simplemente una superficie de tipo espacio que puede atravesarse como cualquier otra. Los fermiones, por otro lado, permanecen confinados en un eón dado. Esto proporciona una solución conveniente a la paradoja de la información de los agujeros negros; de acuerdo con Penrose, los fermiones se convierten irreversiblemente en radiación en el proceso de evaporación de un agujero negro, de forma que se preserve la suavidad en la frontera entre eones.

Las propiedades de curvatura de la cosmología de Penrose son verosímiles. En primer lugar, el límite entre eones satisface la hipótesis de la llamada curvatura de Weyl, proporcionando así un cierto tipo de pasado de baja entropía, como es el requerido por la mecánica estadística y por la mera observación. En segundo lugar, Penrose ha calculado que una cierta cantidad de radiación gravitacional se preserva a través del límite entre eones. Penrose sugiere que esta radiación gravitatoria extra puede ser suficiente para explicar la aceleración cósmica observada, sin necesidad de apelar a un campo material de energía oscura.

Demostración empírica

En 2010, Penrose y Vahe Gurzadyan publicaron un avance de estudio en el que afirmaban que las observaciones del fondo cósmico de microondas, realizadas por el satélite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe y el experimento BOOMERanG, mostraron anomalías concéntricas que eran consistentes con la hipótesis de la CCC, sugiriendo una baja probabilidad de que esas observaciones fueran resultado de la casualidad.[8]​ Dichas observaciones podrían manifestar que la llamada radiación de fondo de microondas, o radiación del fondo cósmico, registra ecos de eventos similares al Big Bang ocurridos con anterioridad al mismo. Estos ecos aparecen como "anillos" concéntricos alrededor de grupos de galaxias en los cuales la variación en el fondo cósmico es inusualmente baja.[9]​

El profesor Shaun Cole, de la Universidad de Durham, Inglaterra, declaró en su día a la BBC que la investigación de Penrose y Gurzadyan «es admirable [...]. Es una teoría revolucionaria y ahora parece haber datos que la apoyan. [...] En el modelo estándar del Big Bang no hay nada cíclico, tiene un comienzo y no tiene un fin. [...] La pregunta filosófica que es pertinente plantear es ¿qué ocurrió antes del Big Bang?, y lo que intenta esta teoría es eliminar la respuesta de "no hubo nada antes" y convertirlo en un evento cíclico». Cole expresó, sin embargo, cierta sorpresa ante la pretensión de que la variación estadística en los datos de la radiación de microondas sea la rúbrica más obvia de lo que puede convertirse en una idea revolucionaria. «Hay otras cosas que podrían haber ocurrido en la última parte del último eón. ¿Por qué no muestran indicios mayores?», se preguntó este científico.[10]​

De hecho, la significación estadística precisa de las observaciones aludidas ha sido cuestionada desde entonces. Tres grupos de trabajo han intentado independientemente reproducir estos resultados, pero se encontró que la detección de las anomalías concéntricas no era estadísticamente significativa, en el sentido de que tales círculos aparecerían en una simulación gaussiana de la anisotropía en los datos sobre la CMB.[11]​[12]​[13]​

La razón del desacuerdo se enfocó a la cuestión de cómo diseñar las simulaciones que se utilizan para determinar significados: los tres intentos independientes para repetir el análisis de todas las simulaciones utilizadas se basan en el modelo Lambda-CDM estándar, mientras que Penrose y Gurzadyan utilizan un enfoque no estándar aún no verificado.[14]​

En 2013, Gurzadyan y Penrose publicaron un estudio de mayor alcance, y también presentaron un nuevo método, denominado the sky-twist transformation [algo así como "transformación de torsión celeste"], que no se basa en simulaciones.[3]​

Véase también

Referencias

  1. Palmer, Jason (27 de noviembre de 2010). «Cosmos may show echoes of events before Big Bang». BBC News. Consultado el 27 de noviembre de 2010. 
  2. Penrose, Roger (junio de 2006). «Before the big bang: An outrageous new perspective and its implications for particle physics». Edinburgh, Scotland: Proceedings of EPAC 2006. pp. 2759-2767. Consultado el 27 de noviembre de 2010. 
  3. ↑ Gurzadyan VG, Penrose R, "On CCC-predicted concentric low-variance circles in the CMB sky", Eur.Phys.J. Plus 128 (2013) 22; http://arxiv.org/abs/1302.5162
  4. Cartlidge, Edwin (19 de noviembre de 2010). «Penrose claims to have glimpsed universe before Big Bang». physicsworld.com. Archivado desde el original el 10 de abril de 2013. Consultado el 27 de noviembre de 2010. 
  5. José Javier Etayo (1 de abril de 2011). «reseña de "Los ciclos del tiempo. Una extraordinaria nueva visión del Universo"». elcultural.es. Consultado el 22 de agosto de 2014. 
  6. Roger Penrose (2006). «Before the Big Bang: An Outrageous New Perspective and its Implications for Particle Physics». Proceedings of the EPAC 2006, Edinburgh, Scotland: 2759-2762. 
  7. Penrose, Roger (2011). Ciclos del tiempo. Una extraordinaria nueva visión del universo. Barcelona: Random House Mondadori. p. 150-151. ISBN 978-84-9989-199-6. 
  8. Gurzadyan VG; Penrose R (16 de noviembre de 2010). «Concentric circles in WMAP data may provide evidence of violent pre-Big-Bang activity». arXiv:1011.3706  [astro-ph.CO]. 
  9. BBC Ciencia (29 de noviembre de 2010). «Lo que ocurrió antes del Big Bang». BBC Mundo. Consultado el 25 de agosto de 2014. 
  10. Ibíd.
  11. Wehus IK; Eriksen HK (7 de diciembre de 2010). «A search for concentric circles in the 7-year WMAP temperature sky maps». arXiv:1012.1268  [astro-ph.CO]. 
  12. Moss A; Scott D; Zibin JP (7 de diciembre de 2010). «No evidence for anomalously low variance circles on the sky». arXiv:1012.1305  [astro-ph.CO]. 
  13. Hajian A (8 de diciembre de 2010). «Are There Echoes From The Pre-Big Bang Universe? A Search for Low Variance Circles in the CMB Sky». arXiv:1012.1656  [astro-ph.CO]. 
  14. Gurzadyan VG; Penrose R (7 de diciembre de 2010). «More on the low variance circles in CMB sky». arXiv:1012.1486  [astro-ph.CO]. 

Enlaces externos

  • Lo que ocurrió antes del Big Bang en BBC Mundo, 29 de noviembre de 2010
  • reseña de Los ciclos del tiempo. Una extraordinaria nueva visión del universo, por José Javier Etayo elcultural.es, 1 de abril de 2011
  • , Ideas Roadshow, 2013
  •   Datos: Q5160249

Febrero 17, 2022
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La Cosmologia ciclica conforme o CCC es un modelo cosmologico en el marco de la relatividad general defendido por los fisicos teoricos Roger Penrose y Vahe Gurzadyan 1 2 3 En la CCC el universo se repite a traves de ciclos infinitos en los cuales el infinito de tipo tiempo de cada iteracion anterior se identifica con la singularidad del Big Bang del siguiente 4 Penrose popularizo esta teoria en su libro Ciclos del tiempo Una extraordinaria nueva vision del universo publicado en lengua inglesa en 2010 5 Sir Roger Penrose sustentador de esta teoria en el Festival della Scienza Genova 2011 Indice 1 Idea basica 2 Implicaciones fisicas 3 Demostracion empirica 4 Vease tambien 5 Referencias 6 Enlaces externosIdea basica EditarLa idea basica del fisico britanico 6 es conectar una secuencia numerable de espacio tiempos abiertos segun el modelo FLRW cada uno implicando un Big Bang seguido de una expansion infinita en el futuro Penrose advierte que el limite pasado de conformacion de una copia de un espacio tiempo FLRW puede ser conectado con el limite futuro de conformacion de otro despues de un transito de tipo transformacion conforme En particular cada medida FLRW individual g a b displaystyle g ab se multiplica por el cuadrado del factor conforme W displaystyle Omega que se aproxima a cero en un infinito de tipo tiempo aplastando de alguna forma el limite futuro de formacion en una hipersuperficie conforme regular que seria de tipo espacio de existir en efecto una constante cosmologica positiva como actualmente se cree El resultado es una nueva solucion de las ecuaciones de Einstein que Penrose aplica a escala universal y que se compone de una secuencia de ciclos o sectores que este cientifico denomina eones En su obra Ciclos del tiempo Penrose explica la transicion entre eones aun definidos por fronteras de magnitudes extremas de la siguiente forma Quiza el lector se sienta preocupado por la identificacion de un futuro remoto donde la radiacion se enfria hasta temperatura cero y se expande hasta densidad cero con una explosion de tipo big bang donde la radiacion ha empezado a una temperatura infinita y una densidad infinita Pero el estiramiento conforme en el big bang reduce estas temperatura y densidad infinitas a valores finitos y la compresion conforme en el infinito aumenta la densidad y la temperatura nulas a valores finitos Estos son precisamente los tipos de reescalado que hacen posible que los dos encajen y el estiramiento y la compresion son procedimientos a los que la fisica relevante en uno u otro lado es completamente insensible Tambien puede mencionarse que el espacio de fases P que describe la totalidad de los estados posibles de toda la actividad fisica en uno u otro lado del transito tiene una medida de volumen que es conformemente invariante basicamente por la razon de que cuando las medidas de distancia se reducen las correspondientes medidas de momento aumentan y viceversa de tal manera que el producto de las dos no es en absoluto afectado por el reescalado un hecho que sera de importancia crucial para nosotros Llamo a este esquema cosmologico cosmologia ciclica conforme abreviada como CCC 7 Implicaciones fisicas EditarLa caracteristica mas importante de este modelo para la fisica de particulas es que dado que los bosones obedecen las leyes de la teoria conforme de campos se comportaran de la misma manera en los eones reescalados que en sus contrapuntos FLRW originales Clasicamente esto se corresponde con el hecho de que la estructura del cono de luz se conserva en una reestructuracion conforme Para este tipo de particulas el limite entre eones no es un limite en absoluto sino simplemente una superficie de tipo espacio que puede atravesarse como cualquier otra Los fermiones por otro lado permanecen confinados en un eon dado Esto proporciona una solucion conveniente a la paradoja de la informacion de los agujeros negros de acuerdo con Penrose los fermiones se convierten irreversiblemente en radiacion en el proceso de evaporacion de un agujero negro de forma que se preserve la suavidad en la frontera entre eones Las propiedades de curvatura de la cosmologia de Penrose son verosimiles En primer lugar el limite entre eones satisface la hipotesis de la llamada curvatura de Weyl proporcionando asi un cierto tipo de pasado de baja entropia como es el requerido por la mecanica estadistica y por la mera observacion En segundo lugar Penrose ha calculado que una cierta cantidad de radiacion gravitacional se preserva a traves del limite entre eones Penrose sugiere que esta radiacion gravitatoria extra puede ser suficiente para explicar la aceleracion cosmica observada sin necesidad de apelar a un campo material de energia oscura Demostracion empirica EditarEn 2010 Penrose y Vahe Gurzadyan publicaron un avance de estudio en el que afirmaban que las observaciones del fondo cosmico de microondas realizadas por el satelite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe y el experimento BOOMERanG mostraron anomalias concentricas que eran consistentes con la hipotesis de la CCC sugiriendo una baja probabilidad de que esas observaciones fueran resultado de la casualidad 8 Dichas observaciones podrian manifestar que la llamada radiacion de fondo de microondas o radiacion del fondo cosmico registra ecos de eventos similares al Big Bang ocurridos con anterioridad al mismo Estos ecos aparecen como anillos concentricos alrededor de grupos de galaxias en los cuales la variacion en el fondo cosmico es inusualmente baja 9 El profesor Shaun Cole de la Universidad de Durham Inglaterra declaro en su dia a la BBC que la investigacion de Penrose y Gurzadyan es admirable Es una teoria revolucionaria y ahora parece haber datos que la apoyan En el modelo estandar del Big Bang no hay nada ciclico tiene un comienzo y no tiene un fin La pregunta filosofica que es pertinente plantear es que ocurrio antes del Big Bang y lo que intenta esta teoria es eliminar la respuesta de no hubo nada antes y convertirlo en un evento ciclico Cole expreso sin embargo cierta sorpresa ante la pretension de que la variacion estadistica en los datos de la radiacion de microondas sea la rubrica mas obvia de lo que puede convertirse en una idea revolucionaria Hay otras cosas que podrian haber ocurrido en la ultima parte del ultimo eon Por que no muestran indicios mayores se pregunto este cientifico 10 De hecho la significacion estadistica precisa de las observaciones aludidas ha sido cuestionada desde entonces Tres grupos de trabajo han intentado independientemente reproducir estos resultados pero se encontro que la deteccion de las anomalias concentricas no era estadisticamente significativa en el sentido de que tales circulos aparecerian en una simulacion gaussiana de la anisotropia en los datos sobre la CMB 11 12 13 La razon del desacuerdo se enfoco a la cuestion de como disenar las simulaciones que se utilizan para determinar significados los tres intentos independientes para repetir el analisis de todas las simulaciones utilizadas se basan en el modelo Lambda CDM estandar mientras que Penrose y Gurzadyan utilizan un enfoque no estandar aun no verificado 14 En 2013 Gurzadyan y Penrose publicaron un estudio de mayor alcance y tambien presentaron un nuevo metodo denominado the sky twist transformation algo asi como transformacion de torsion celeste que no se basa en simulaciones 3 Vease tambien EditarModelo ciclico Gran rebote Agujero blanco Universo oscilante Eterno retorno KalpaReferencias EditarEsta obra contiene una traduccion total derivada de Conformal cyclic cosmology de Wikipedia en ingles publicada por sus editores bajo la Licencia de documentacion libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribucion CompartirIgual 3 0 Unported Palmer Jason 27 de noviembre de 2010 Cosmos may show echoes of events before Big Bang BBC News Consultado el 27 de noviembre de 2010 Penrose Roger junio de 2006 Before the big bang An outrageous new perspective and its implications for particle physics Edinburgh Scotland Proceedings of EPAC 2006 pp 2759 2767 Consultado el 27 de noviembre de 2010 a b Gurzadyan VG Penrose R On CCC predicted concentric low variance circles in the CMB sky Eur Phys J Plus 128 2013 22 http arxiv org abs 1302 5162 Cartlidge Edwin 19 de noviembre de 2010 Penrose claims to have glimpsed universe before Big Bang physicsworld com Archivado desde el original el 10 de abril de 2013 Consultado el 27 de noviembre de 2010 Jose Javier Etayo 1 de abril de 2011 resena de Los ciclos del tiempo Una extraordinaria nueva vision del Universo elcultural es Consultado el 22 de agosto de 2014 Roger Penrose 2006 Before the Big Bang An Outrageous New Perspective and its Implications for Particle Physics Proceedings of the EPAC 2006 Edinburgh Scotland 2759 2762 Penrose Roger 2011 Ciclos del tiempo Una extraordinaria nueva vision del universo Barcelona Random House Mondadori p 150 151 ISBN 978 84 9989 199 6 Gurzadyan VG Penrose R 16 de noviembre de 2010 Concentric circles in WMAP data may provide evidence of violent pre Big Bang activity arXiv 1011 3706 astro ph CO BBC Ciencia 29 de noviembre de 2010 Lo que ocurrio antes del Big Bang BBC Mundo Consultado el 25 de agosto de 2014 Ibid Wehus IK Eriksen HK 7 de diciembre de 2010 A search for concentric circles in the 7 year WMAP temperature sky maps arXiv 1012 1268 astro ph CO Moss A Scott D Zibin JP 7 de diciembre de 2010 No evidence for anomalously low variance circles on the sky arXiv 1012 1305 astro ph CO Hajian A 8 de diciembre de 2010 Are There Echoes From The Pre Big Bang Universe A Search for Low Variance Circles in the CMB Sky arXiv 1012 1656 astro ph CO Gurzadyan VG Penrose R 7 de diciembre de 2010 More on the low variance circles in CMB sky arXiv 1012 1486 astro ph CO Enlaces externos EditarLo que ocurrio antes del Big Bang en BBC Mundo 29 de noviembre de 2010 resena de Los ciclos del tiempo Una extraordinaria nueva vision del universo por Jose Javier Etayo elcultural es 1 de abril de 2011 The Cyclic Universe A conversation with Roger Penrose Ideas Roadshow 2013 Datos Q5160249 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Cosmologia ciclica conforme amp oldid 141426752, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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