Una teoría que reta la física de Einstein se acerca a lo comprobable

Einstein observó que la velocidad de la luz sigue siendo la misma en cualquier situación, y esto significó que el espacio y el tiempo podrían ser diferentes en diferentes situaciones.

La suposición de que la velocidad de la luz es constante, y que siempre lo ha sido, sustenta muchas teorías en la física, como la teoría de Einstein de la relatividad general. En particular, desempeña un papel en los modelos de lo que sucedió en el universo muy temprano, segundos después del Big Bang.

Pero algunos investigadores han sugerido que la velocidad de la luz podría haber sido mucho más alta en este universo temprano. Ahora, uno de los autores de esta teoría, el profesor João Magueijo del Imperial College de Londres, trabajando con Niayesh Afshordi en el Perimeter Institute de Canadá, ha hecho una predicción que podría utilizarse para probar la validez de la teoría.

Todas las estructuras en el universo, por ejemplo las galaxias, se formaron por fluctuaciones en el universo temprano: pequeñas diferencias en densidad de una región a otra. Un registro de estas fluctuaciones tempranas queda registrada en el fondo cósmico de microondas --un mapa de la luz más antigua del universo-- en forma de "índice espectral".

Trabajando con su teoría de que las fluctuaciones estaban influenciadas por una variación de la velocidad de la luz en el universo primitivo, Magueijo y Afshordi han utilizado un modelo para poner una cifra exacta en el índice espectral. La figura predicha y el modelo en el que se basa se publican en la revista Physical Review D.

Los cosmólogos están recibiendo actualmente lecturas cada vez más precisas de esta cifra, de modo que la predicción podría pronto ser probada - confirmando o descartando el modelo del universo temprano que defienden estos teóricos. Su figura es muy precisa 0.96478. Esto está cerca de la estimación actual de lecturas del fondo de microondas cósmico, que se sitúa alrededor de 0,968, con algún margen de error.

El profesor Magueijo dijo: "La teoría, que propusimos por primera vez a finales de los años noventa, ha llegado a un punto de madurez: ha producido una predicción comprobable. Una modificación de la teoría de la gravedad de Einstein.

"La idea de que la velocidad de la luz podría ser variable era radical cuando se propuso por primera vez, pero con una predicción numérica, se convierte en algo que los físicos pueden probar en realidad. Si es cierto, significaría que las leyes de la naturaleza no eran siempre las mismas que son hoy."

La posibilidad de comprobar la variación de la velocidad de la teoría de la luz lo distingue de la teoría rival más corriente: la inflación. La inflación dice que el universo primitivo pasó por una fase de expansión extremadamente rápida, mucho más rápida que la actual tasa de expansión del universo.

EL PROBLEMA DEL HORIZONTE

Estas teorías son necesarias para superar lo que los físicos llaman el "problema del horizonte". El universo tal como lo vemos hoy parece estar en todas partes igual, por ejemplo tiene una densidad relativamente homogénea.

Esto sólo podría ser cierto si todas las regiones del universo fueran capaces de influirse entre sí. Sin embargo, si la velocidad de la luz siempre ha sido la misma, entonces no ha pasado suficiente tiempo para que la luz haya viajado hasta el borde del universo, e "iguale" la energía.

Como una analogía, para calentar una habitación uniformemente, el aire caliente de los radiadores en cualquier extremo tiene que viajar a través de la habitación y mezclarse completamente. El problema para el universo es que la "habitación" - el tamaño observado del universo - parece ser demasiado grande para que esto haya sucedido en el tiempo desde que se formó.

La velocidad variable de la teoría de la luz sugiere que la velocidad de la luz era mucho mayor en el universo primitivo, permitiendo que los bordes distantes se conectaran a medida que el universo se expandía. La velocidad de la luz habría caído entonces de una manera predecible a medida que la densidad del universo cambió. Esta variabilidad llevó al equipo a la predicción publicada ahora en Physical Review D. .

La teoría alternativa es la inflación, que intenta resolver este problema diciendo que el universo muy temprano se estabilizó cuando era increíblemente pequeño, y luego se expandió repentinamente, con la uniformidad ya registrada en él. Si bien esto significa que la velocidad de la luz y las otras leyes de la física como las conocemos se conservan, requiere la invención de un "campo de inflación", un conjunto de condiciones que sólo existían en el momento.