Todo, cada grano de arena en la Tierra, cada planeta en el sistema solar y cada galaxia, se volverá millones de billones de veces más pesado de lo que es ahora, y esto tendrá consecuencias desastrosas:
El nuevo peso exprimirá todo el material en una bola pequeña, súper caliente y súper pesada, y el universo tal como lo conocemos dejará de existir.
Este proceso violento se llama transición de fase y es muy similar a lo que sucede cuando, por ejemplo, el agua se convierte en vapor o un imán se calienta y pierde su magnetización.
La transición de fase en el universo ocurrirá si se crea una burbuja donde el campo de Higgs asociado con la partícula de Higgs alcanza un valor diferente al del resto del universo.
Si este nuevo valor da como resultado una energía más baja y si la burbuja es lo suficientemente grande, la burbuja se expandirá a la velocidad de la luz en todas las direcciones.
Todas las partículas elementales dentro de la burbuja alcanzarán una masa mucho más pesada que si estuvieran fuera de la burbuja y, por lo tanto, se unirán y formarán centros supermasivos.
"Muchas teorías y cálculos predicen tal transición de fase, pero ha habido algunas incertidumbres en los cálculos anteriores.
Ahora hemos realizado cálculos más precisos y vemos dos cosas: sí, el universo probablemente colapsará, y: un colapso es incluso más probable de lo que predijeron los cálculos anteriores", dice Jens Frederik Colding Krog , estudiante de doctorado en el Centro de Cosmología. y Fenomenología de Física de Partículas (CP³-Origins) en la Universidad del Sur de Dinamarca y coautor de un artículo sobre el tema en el Journal of High Energy Physics. "La transición de fase comenzará en algún lugar del universo y se extenderá desde allí. Tal vez el colapso ya ha comenzado en algún lugar del universo y ahora mismo se está abriendo camino hacia el resto del universo.
Tal vez un colapso esté comenzando ahora mismo aquí aquí. O tal vez comenzará lejos de aquí en mil millones de años. No lo sabemos”, dice Jens Frederik Colding Krog.
Más específicamente, él y sus colegas observaron tres de las ecuaciones principales que subyacen a la predicción de un cambio de fase.
Se trata de las llamadas funciones beta, que determinan la fuerza de las interacciones entre, por ejemplo, partículas de luz y electrones, así como bosones de Higgs y quarks.
Hasta ahora, los físicos han trabajado con una ecuación a la vez, pero ahora los físicos del CP3 muestran que las tres ecuaciones en realidad se pueden trabajar juntas y que interactúan entre sí. Al aplicar las tres ecuaciones juntas, los físicos predicen que la probabilidad de un colapso como resultado de un cambio de fase es aún mayor que cuando se aplica solo una de las ecuaciones.
La teoría de la transición de fase no es la única teoría que predice un colapso del universo. También está en juego la llamada teoría del Big Crunch. Esta teoría se basa en el Big Bang.; la formación del universo.
Después del Big Bang , todo el material fue expulsado al universo desde un área pequeña, y esta expansión aún continúa.
En algún momento, sin embargo, la expansión se detendrá y todo el material nuevamente comenzará a atraerse entre sí y finalmente se fusionará nuevamente en un área pequeña.
Esto se llama el Big Crunch .
"La última investigación muestra que la expansión del universo se está acelerando, por lo que no hay razón para esperar un colapso a partir de las observaciones cosmológicas.
Por lo tanto, probablemente no será Big Crunch lo que provoque el colapso del universo”, dice Jens Frederik Colding Krog.
Aunque los nuevos cálculos predicen que un colapso ahora es más probable que nunca, en realidad también es posible que no suceda en absoluto. Es un requisito previo para el cambio de fase que el universo esté formado por las partículas elementales que conocemos hoy, incluida la partícula de Higgs.
Si el universo contiene partículas no descubiertas, toda la base para la predicción del cambio de fase desaparece.
"Entonces se cancelará el colapso", dice Jens Frederik Colding Krog.
En estos años la caza de nuevas partículas es intensa.
Hace solo unos años se descubrió la partícula de Higgs, y todo un campo de investigación conocido como física de alta energía se dedica a buscar más partículas nuevas.
En CP3, varios físicos están convencidos de que la partícula de Higgs no es una partícula elemental, sino que está formada por partículas aún más pequeñas llamadas techni-quarks.
Además, la teoría de la supersimetría predice la existencia de partículas aún no descubiertas, que existen en algún lugar del universo como socios de todas las partículas existentes. Según esta teoría habrá un selectrón para el electrón, un fotino para el fotón, etc.
Un colapso del universo ocurrirá si se forma una burbuja en el universo
donde el campo de Higgs asociado a partículas de Higgs alcanzará un valor diferente
que el resto del universo.
Si este nuevo valor significa menos energía, y si la burbuja es lo suficientemente grande,
la burbuja se expandirá a la velocidad de la luz en todas las direcciones.
Todas las partículas elementales dentro de la burbuja alcanzarán una masa mucho más pesada que
si estuvieran fuera de la burbuja, y por lo tanto se empujarán unos a otros hacia centros supermasivos.
(Crédito: Imagen cortesía de la Universidad del Sur de Dinamarca)
Si este nuevo valor significa menor energía y si la burbuja es lo suficientemente grande, la burbuja se expandirá a la velocidad de la luz en todas las direcciones.
Todas las partículas elementales dentro de la burbuja alcanzarán una masa mucho más pesada que si estuvieran fuera de la burbuja y, por lo tanto, se atraerán entre sí hacia centros supermasivos.
Si bien los resultados físicos discutidos en el artículo se establecieron parcialmente anteriormente en la literatura, el trabajo de los investigadores daneses se ocupa de los fundamentos matemáticos de la técnica utilizada, entre otras cosas, también para determinar la estabilidad del Universo.
En su trabajo, los investigadores asumieron como válido el conocimiento actual de las interacciones del modelo estándar aumentado por el descubrimiento del Higgs y las últimas restricciones matemáticas.
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