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Cómo construir un multiverso
Los metamateriales son sustancias en las que los físicos han manipulado la capacidad de un material para soportar campos eléctricos y magnéticos. Pueden diseñarse para dirigir ondas electromagnéticas alrededor, por encima y detrás de los objetos para crear capas de invisibilidad que oculten los objetos.
Si eso suena un poco a la forma en que los campos gravitacionales pueden doblar la luz, entonces no te sorprenderá saber que existe una analogía matemática formal entre los metamateriales ópticos y la relatividad general.
La idea de que cualquier cosa que pueda hacer Einstein, también lo pueden hacer los metamateriales, ha provocado una explosión de interés en el espacio electromagnético. Los físicos ya han investigado los agujeros negros que absorben luz pero no la dejan salir y los agujeros de gusano que conectan diferentes regiones del espacio electromagnético.
Hoy, Igor Smolyaninov de la Universidad de Maryland en College Park dice que la analogía con el espacio-tiempo puede llevarse mucho más lejos. Dice que es posible crear metamateriales que sean análogos a varios tipos de espacios ideados por los cosmólogos para explicar aspectos del Universo.
En estas teorías, el espacio puede tener diferentes números de dimensiones que se compactan temprano en la historia del Universo, dejando las tres dimensiones del espacio y una del tiempo (3 + 1) que vemos hoy. En las simetrías de estos espacios dependen las dimensiones y la forma en que se compactan y esto a su vez determina las leyes de la física en estas regiones.
Resulta, dice Smolyaninov, que es posible crear metamateriales con espacios electromagnéticos en los que se compactan algunas dimensiones. Él dice que incluso es posible crear sustancias en las que los espacios varían de una región a otra, por lo que un espacio con 2 dimensiones ordinarias y 2 compactadas, podría ser adyacente a un espacio con solo 2 dimensiones ordinarias y también conectado a un espacio 2d con 1 dimensión compactada y así sucesivamente.
Los agujeros de gusano que hacen transiciones entre estas regiones serían especialmente interesantes. Debería ser posible observar el nacimiento de fotones en estas regiones e incluso hay un sentido en el que la transición podría representar el nacimiento de un nuevo universo. Una transición topológica similar pudo haber dado a luz a nuestro propio Universo, dice Smolyaninov.
Continúa mostrando que estos materiales se pueden usar para crear un multiverso en el que diferentes universos tienen diferentes propiedades. De hecho, debería ser posible crear universos en los que surjan diferentes leyes de la física.
Eso abre una nueva área para los dispositivos ópticos. Smolyaninov da el ejemplo de los universos electromagnéticos en los que los fotones se comportan como si fueran masivos, sin masa o cargados, según la topología del espacio y las leyes de la física a las que da lugar.
Aún no está claro qué tipo de dispositivos podrían aprovechar este comportamiento. Si piensa en alguno, publíquelo aquí. Este es claramente un campo que por el momento parece estar limitado solo por la mente del diseñador.
Ref: arxiv.org/abs/1005.1002 : Multiverso metamaterial