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¿El Universo tiene un tamaño finito y en forma de toro? Es lo que parece deducible a partir de los datos de la radiación difusa del fondo cósmico proporcionadas por WMap-3, según un grupo de investigadores alemanes. Tal posibilidad ya había sido explorada por un grupo de investigadores franceses del equipo de Jean-Pierre Luminet.

Frank Steiner dirige un grupo de investigación en Ulm en Alemania, allí dónde Albert Einstein, el padre de la teoría de la relatividad, nació hace más de un siglo. ¿Una nueva revolución en nuestra visión del cosmos será de nuevo originaria de esa ciudad?.

Imagen del dodecaedro de Poincaré© Profísica

Como lo hicieron recientemente Jean-Pierre Luminet y sus colegas, el grupo de investigadores de Ulm calculó la forma del espectro de las fluctuaciones de temperatura de la radiación fósil en un universo de tamaño finito y con una topología múltiplemente conexa. A diferencia de los investigadores franceses que se basaron en un universo con una curvatura positiva, el dodecaedro de Poincaré, Steiner y su equipo utilizaron el modelo de Universo plegado más simple que se puede imaginar: un toro en tres dimensiones. Aunque difícilmente visualizable, el objeto es sólo la generalización en 3 dimensiones de una forma simple, la de un neumático (ver la última imagen al final el artículo).

Su curvatura es nula, lo que quiere decir que los teoremas de la geometría euclidiana son siempre válidos. En cambio, como el modelo 3D de Poincaré, permite la aparición de círculos de correlaciones en la radiación fósil así como la multiplicación de imágenes fantasmas de las galaxias, que hacen considerar que el cosmos es infinito.

La varianza cósmica está vinculada al espectro de las fluctuaciones de la temperatura de la radiación fósil. Vemos un déficit de grandes longitudes de ondas a la izquierda, con relación a las predicciones en línea roja del modelo LambdaCDM. © NASA (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

¡Sorpresa! Como en los recientes trabajos de Jean-Pierre Luminet, los cálculos se ciñen con precisión a las observaciones de WMap-3. La ausencia de grandes longitudes de onda en la varianza cósmica se detecta naturalmente de nuevo y se explica como un límite al tamaño de las fluctuaciones de temperatura en la radiación fósil, impuesta por un universo cerrado, es decir finito. El modelo LambdaCDM con un universo infinito fracasa siempre, recordémoslo, a la hora de encontrar este déficit en longitudes de onda (ver la curva en la imagen superior).

Con el apoyo de su teoría, los cosmólogos alemanes remarcan que en el marco de la cosmología cuántica, y como ya lo había subrayado Andrei Linde, uno de los padres de la teoría de la Inflación, el “nacimiento” de un universo en forma de toro es mucho más probable que el de un Universo finito esférico o al contrario plano pero infinito. Es verdad que la cosmología cuántica introducida en los años 1960 por John Wheeler debe todavía dar una prueba y es por el momento sólo una seductora especulación de teóricos, pero da que pensar.

En el marco de éste, el principio del universo puede ser comprendido como la transición cuántica por efecto túnel entre un estado físico dominado por la gravitación cuántica, y donde ni el espacio ni el tiempo tienen sus propiedades normales (incluso dejan de existir si esto no es bajo una forma virtual con un tiempo imaginario) y un estado clásico con nuestra geometría espaciotemporal habitual. La aparición de una geometría compacta y plana parece entonces más probable, como sostuvo Linde en sus trabajos de cosmología cuántica.

¿Es nuestro universo la generalización 3D de un Universo 2D en forma de toro?. Es posible…(pulsar sobre la imagen para ampliarla)

En algunos años, los datos aportados por el satélite Planck ayudarán posiblemente a verlo más claro. Mientras tanto los teóricos continuarán jugando a los demiurgos inventando en computadoras o sobre el papel nuevos universos.

Pueden acceder a toda la información publicada en Astroseti sobre WMAP, desde aquí, y a todo lo publicado sobre la radiación de fondo desde este otro enlace.

Para saber más:

La sonda WMAP realiza observaciones del universo de cuando apenas tenía unos 380,000 de años de edad, revelando la distribución de la radiación de microondas que impregna todo el universo y que quedó del Big Bang – la llamada radiación de fondo.

Pero, este fondo de microondas presenta fluctuaciones, como arrugas u olas en el mar. Estas variaciones son las huellas de acumulaciones de materia que en el universo temprano dieron origen a estrellas y galaxias.

Si el universo fuera infinito estas ondulaciones serían de todos los portes, ondas cortas y largas. Pero el WMAP no ha detectado ondas largas. Eso es una indicación de que el espacio tiene un tamaño finito –por las mismas razones de que no hay grandes olas en el agua contenida en las limitadas dimensiones de una tina de baño.

Crédito de las imágenes: Profísica. NASA. futura-sciences.

Traducido para Astroseti.org por Xavier Civit

Un Universo por descubrir