Por qué nuestro universo debe haber nacido dentro de un agujero negro

En consecuencia, nuestro propio Universo puede ser el interior de un agujero negro existente en otro universo. Así concluye Nikodem Poplawski de la Universidad de Indiana en un notable artículo sobre la naturaleza del espacio y el origen del tiempo.

La idea de que se pueden crear nuevos universos dentro de los agujeros negros y que el nuestro puede haberse originado de esta manera ha sido el forraje crudo de la ciencia ficción durante muchos años. Pero nunca ha surgido una derivación científica adecuada de la noción.

Hoy, Poplawski proporciona tal derivación. Dice que la idea de que los agujeros negros son las madres cósmicas de nuevos universos es una consecuencia natural de una nueva suposición simple sobre la naturaleza del espacio-tiempo.

Poplawski señala que la derivación estándar de la relatividad general no tiene en cuenta el momento intrínseco de las medias partículas de espín. Sin embargo, existe otra versión de la teoría, llamada teoría de la gravedad de Einstein-Cartan-Kibble-Sciama, que sí lo hace.

Esto predice que las partículas con espín medio entero deberían interactuar, generando una pequeña fuerza repulsiva llamada torsión. En circunstancias normales, la torsión es demasiado pequeña para tener algún efecto. Pero cuando las densidades se vuelven mucho más altas que las de la materia nuclear, se vuelve significativa. En particular, dice Poplawski, la torsión evita la formación de singularidades dentro de un agujero negro.

Eso es interesante por varias razones. Primero, tiene implicaciones importantes para la forma en que el Universo debe haber crecido cuando estaba cerca de su tamaño mínimo.

Los astrofísicos saben desde hace mucho tiempo que nuestro universo es tan grande que no podría haber alcanzado su tamaño actual dada la tasa de expansión que vemos ahora. En cambio, creen que creció en muchos órdenes de magnitud en una fracción de segundo después del Big Bang, un proceso conocido como inflación.

El problema con la inflación es que necesita una teoría adicional para explicar por qué ocurre y eso es feo. El enfoque de Poplawski resuelve este problema de inmediato. Dice que la torsión provocó esta rápida inflación.

Eso significa que el universo tal como lo vemos hoy se puede explicar mediante una sola teoría de la gravedad sin ningún supuesto adicional sobre la inflación.

Otro subproducto importante del enfoque de Poplawski es que hace posible que los universos nazcan dentro de los horizontes de eventos de ciertos tipos de agujeros negros. Aquí, la torsión evita la formación de una singularidad, pero permite que se acumule una ENORME densidad de energía, lo que conduce a la creación de partículas a una escala masiva a través de la producción de pares seguida de la expansión del nuevo universo.

Este es un evento tipo Big Bang. Tal expansión no es visible para los observadores fuera del agujero negro, para quienes la formación del horizonte y todos los procesos posteriores ocurren después de un tiempo infinito, dice Poplawski.

Por esta razón, el nuevo universo es una rama separada del espacio-tiempo y evoluciona en consecuencia.

Por cierto, este enfoque también sugiere una solución a otro de los grandes problemas de la cosmología: por qué el tiempo parece fluir en una dirección pero no en la otra, a pesar de que las leyes de la física son simétricas en el tiempo.

Poplawski dice que el origen de la flecha del tiempo proviene de la asimetría del flujo de materia hacia el agujero negro desde el universo madre. La flecha del tiempo cósmico de un universo dentro de un agujero negro sería fijada por el colapso asimétrico en el tiempo de la materia a través del horizonte de eventos, dice.

En otras palabras, nuestro universo heredó su flecha del tiempo de su madre.

Él dice que los universos hijas pueden heredar otras propiedades de sus madres, lo que implica que puede ser posible detectar estas propiedades, proporcionando una prueba experimental de su idea.

Las teorías de todo no pueden ser mucho más ambiciosas que esto. ¡Cosas entretenidas!

Ref: arxiv.org/abs/1007.0587 : Cosmología con torsión: una alternativa a la inflación cósmica

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