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Cómo pudo el Hubble detectar la espuma cuántica
La idea de que el espacio-tiempo se cuantifica en la escala de Planck ha existido durante casi tanto tiempo como los físicos han intentado reconciliar la relatividad general y la mecánica cuántica. En la década de 1960, John Wheeler acuñó el término espuma cuántica para describir la estructura cuantificada del universo a distancias de alrededor de 10 ^ -35 metros más o menos.
Una cuestión que ha ocupado a los físicos desde entonces es cómo detectar esta estructura espumosa. Hoy, Wayne Christiansen de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y algunos amigos dicen que varios telescopios grandes están a punto de poder realizar mediciones que podrían probar la existencia de espuma cuántica o poner límites importantes a su estructura.
El pensamiento es así. Una de las consecuencias de la cuantificación del espacio-tiempo es que impone un límite fundamental a la precisión con la que se pueden medir las distancias.
Así que imagina que quieres medir la distancia con un haz de luz. Esta luz estará influenciada por la estructura del espacio-tiempo y su frente de onda adquirirá una estructura similar a una espuma. Esto limita la precisión de las mediciones de distancia que se pueden realizar con esta luz.
También afecta la forma en que debería aparecer la luz de una fuente puntual, ya que el frente de onda tiene un elemento espumoso aleatorio. En efecto, la espuma del espacio-tiempo crea un disco de visión, dicen Christiansen y compañía, y esto debería ser visible en imágenes de ciertas fuentes puntuales distantes.
El problema es que el efecto es tan pequeño que solo es visible en imágenes de objetos a distancias verdaderamente cosmológicas.
Sin embargo, eso está bien, dicen Christiansen y compañía, porque el Telescopio Espacial Hubble ha fotografiado exactamente el tipo de objetos que están lo suficientemente lejos para demostrar el efecto. Estos objetos conocidos como cuásares de alto corrimiento al rojo aparecen en una imagen conocida como Campo Ultra Profundo.
Su artículo evalúa hoy estos cuásares en el campo ultraprofundo para determinar hasta qué punto muestran evidencia de espuma cuántica.
Y aquí hay una cosa: Christiansen y sus amigos dicen que estos quásares están borrosos exactamente de la manera que esperarías de la espuma cuántica en ciertos tipos de modelos del universo. El desenfoque está en un nivel consistente con un modelo de espuma de espacio-tiempo, dicen.
Pero eso no es concluyente porque el desenfoque también puede haber sido causado por otros efectos, como algún otro medio de dispersión como el polvo en la distancia intermedia. Otra posibilidad es que el cuásar no sea una verdadera fuente puntual y el desenfoque refleje la estructura del cuásar en sí.
Estas son preguntas que la próxima ronda de observaciones puede resolver. El reciente reacondicionamiento del Hubble le ha dado la capacidad de realizar mejores mediciones. Y el interferómetro del Very Large Telescope ahora en construcción también podría hacer contribuciones valiosas cuando esté terminado.
Lo que significa que podríamos estar a punto de encontrar la primera evidencia de la estructura espumosa del espacio-tiempo. Un área para vigilar.
Ref: arxiv.org/abs/0912.0535 : Un vistazo cósmico a la espuma del espacio-tiempo