Lawrence Krauss. Un universo desde la nada.

Lawrence Krauss es director asociado del Beyond Center, codirector de la Cosmology Initative y director de la New Origins Initiative, en la Universidad del Estado de Arizona. Esta conferencia, de 2009, forma parte de la colección CalTech.

Hasta Einstein se consideraba que el Universo es eterno y estático. Pero según la teoría de la relatividad general, el universo se curva con la materia: es dinámico, se expande y contrae (en tres formas posibles: abierto, cerrado o plano). De acuerdo con las Leyes de Newton sobre la gravedad, los cuerpos en el universo deberían atraerse y acercarse entre sí progresivamente. Para justificar matemáticamente el hecho observado de que no solo no se acercan sino que se alejan, Einstein (1923) incorporó a sus ecuaciones la constante cosmológica que genera una fuerza repulsiva pequeña por todo el espacio vacío, tan pequeña que no afecta a las Leyes de Newton, pero suficiente para mantener las galaxias separadas.

En 1929 Hubble descubrió que el universo se está expandiendo y la velocidad de alejamiento es proporcional a la distancia; el universo se está expandiendo en todas direcciones uniformemente. Esto hacía inútil la constante cosmológica. Por otra parte, surgió la pregunta ¿la fuerza de la gravedad conseguirá frenar la expansión del universo? Además, rebobinando los movimientos del universo hacia el pasado, nos encontramos con un origen en forma de big-bang. Ahora sabemos que esto sucedió hace 13,72 kMa. Si el universo es cerrado, en algún momento empezará un proceso de big-crunch. Si es abierto o plano, la expansión nunca se detendrá. Actualmente se piensa que el universo es plano, la energía total es cero y la energía positiva de la materia se compensa con la negativa de la gravedad. Esto explica un nacimiento del universo desde la nada. Energía total cero y fluctuaciones cuánticas pueden producir un universo.

Origen y expansión del Universo

Podemos reescribir las ecuaciones de Einstein, de forma que la constante cosmológica se convierte en la energía del espacio vacío en el que las partículas entran y salen en periodos de tiempo tan pequeños que no podemos apreciarlo, sin embargo podemos medir sus efectos indirectamente. Así por ejemplo, el espacio vacío entre los quarks produce el 90% de la masa del protón. Y el 90% de la masa del universo está en las cosas que no brillan, en la materia oscura, que está formada por una partícula todavía no determinada. La energía del espacio vacío es el 70% de la energía del universo y la velocidad de expansión es creciente en el tiempo.

Estas teorías permiten la existencia de otros universos e incluso la creación actual de un nuevo universo en una determinada región. Debido a la expansión, desde nuestro punto de vista un nuevo universo se apreciaría como un colapso en un agujero negro.