Kareem Ahmed, profesor asistente del departamento de ingeniería mecánica y aeroespacial, experimentaba con llamas extremadamente activas en el marco de la citada investigación, cuando descubrió que mediante una turbulencia se puede provocar que una llama estática (como la de una vela) acelere y, eventualmente, explote.

“Exploramos estas reacciones supersónicas para la propulsión y, en resultado, encontramos este mecanismo que parecía muy interesante”, explica Ahmed al periódico de la ‘UCF’. En el estudio se definieron los criterios bajo los que se puede impulsar una llama para autogenerar su propia turbulencia, aceleración y, eventualmente, detonación. Bajo estos criterios el equipo creó un tubo de choque de 5×5 centímetros que produce la turbulencia necesaria para que una llama pasiva se active.

Si bien la explosión recreada en laboratorio es de una escala infinitamente menor a la que dio origen al universo, la expresión teórica que se deriva de ella puede servir para entender lo que sucedió a gran escala. Asimismo, el descubrimiento podría contribuir al desarrollo de motores de velocidad supersónica más eficientes.

El estudio, que fue publicado el lunes en la revista científica Nature, permitió verificar la ley de universalidad de las transiciones de fase y comprobar el mecanismo de Kibble-Zhurek, una teoría que describe el proceso de surgimiento del Universo a través de las transiciones de fase de segundo orden.

Las transiciones de fase de primer orden son las transformaciones de sustancia que podemos ver en nuestra vida cotidiana, como, por ejemplo, la evaporación del agua o la fusión del hielo. Paralelamente, en la naturaleza existen transiciones de fase de segundo orden. Es casi imposible observarlas a simple vista, pero desempeñan un papel importante en la ciencia y la tecnología moderna. Un ejemplo de transición de segundo orden es el paso del helio líquido a un estado superfluido.

El mecanismo de Kibble-Zurek es una teoría diseñada a finales de los años 80 del siglo pasado, según la cual las transiciones de segundo orden surgen gracias a los defectos topológicos, unos puntos que rompen la simetría del sistema. La teoría describe la aparición de estos defectos después de la Gran Explosión.

Los investigadores de Harvard lograron demostrar esta teoría, siendo los primeros en simular la transición de fase cuántica. Hasta ahora solo era posible estudiar la transición de fase clásica. El ordenador cuántico permitió a los científicos cambiar el estado de los átomos y observar su interacción, pudiendo ver cómo se formaron los defectos topológicos cuánticos dentro del ordenador, con qué frecuencia y dónde aparecieron.

Además, los científicos han hallado pistas sobre cómo mejorar el funcionamiento de su ordenador y sistemas informáticos similares para calcular la estructura interna de los núcleos de átomos y el comportamiento de las partículas elementales.

La sonda Planck ha sido el último de los tres telescopios espaciales principales para el estudio del fondo de microondas cósmico (CMB), el tenue resplandor del Big Bang, lo que da como resultado las mediciones más precisas de la edad, geometría y composición del cosmos.

La imagen presentada arriba es la última de la luz visible más antigua del universo: la radiación de microondas, que nos recuerda cómo fue el universo unos 300.000 años después del Big Bang.

La Agencia Espacial Europea lanzó el satélite Planck en 2009 y su telescopio dejó de recopilar datos en 2013. Ese mismo año y en 2015 se publicaron los primeros conjuntos de datos, mientras que la tanda referente a la época más ‘vieja’ de universo, fue publicada la semana pasada.

Los datos que Planck recopiló entre 2009 y 2013 ayudaron a los investigadores a precisar la edad del Universo (unos 13.800 millones de años), así como su geometría esencialmente plana y su composición (95% de materia oscura y energía oscura). En particular, la última versión confirma una predicción anterior basada en datos de Planck, según la cual el universo debería expandirse un 9% más lentamente de lo que se observa actualmente.

La luz, que se generó aproximadamente 380.000 años después del Big Bang, cuando los átomos comenzaron a capturar electrones, ha viajado hasta nosotros todo este tiempo, pudiendo ahora medirla los científicos en la Tierra. El universo en expansión ha extendido con tanta potencia estas ondas de luz que se han convertido en microondas. Esta luz se puede observar en cualquier dirección y representa la estructura del universo primitivo.

El brillo del fondo de microondas es increíblemente homogéneo. Aunque en el mapa se ve rojo azulado y manchado, estos colores representan las diferencias de temperatura en pequeñas proporciones de un grado de promedio, hasta 2,7 grados sobre el cero absoluto.

¿Cómo será el adiós de nuestro universo? Los científicos afirman que el responsable de su destrucción será el bosón de Higgs, también conocido como la ‘partícula de Dios’. Se trata de una pequeña entidad subatómica que, según el Modelo Estándar, da masa a otras en el universo.

La ‘partícula de Dios’ fue descubierta gracias al Gran Colisionador de Hadrones (GCH) en el año 2012, casi 50 años después de que Peter Higgs planteara su existencia. Según los especialistas de Harvard, si el bosón se desestabiliza, liberará una enorme burbuja de energía que se tragará absolutamente todo lo que halle su paso, incluida la Tierra. El bosón puede provocar una gran exposición, similar a ‘Big Bang’. De tal manera que el universo podría desparecer de la misma forma en que se creó.

Quizás ustedes se estén preguntando cuándo ocurrirá. Por el momento no hay motivos para el pánico, ya que queda aún mucho tiempo. Los científicos calculan que ese ‘Big Bang’ podría ocurrir dentro de 10 elevado a 139 años a partir de este momento.

Para determinar la fecha se ha tomado como base el tamaño del universo y la velocidad de destrucción. Al mismo tiempo los expertos hacen hincapié en que la fecha puede cambiar. Existe la posibilidad de que el proceso haya empezado ya en algún lugar del universo y no lo sepamos. Según los investigadores, la curvatura del modelo espacio-tiempo alrededor de un agujero negro podría impulsar el colapso.

“El universo puede durar mucho tiempo, pero eventualmente, debería producirse un ‘boom'”, concluye el físico Joseph Lykken, que trabajó en la materia con el recientemente fallecido Stephen Hawking, recoge ‘New York Post’.

“Si [Albert] Einstein tenía razón al 100 %, entonces la energía oscura es invariable y perpetua” pero, “¿y si solo estuviera en lo cierto en, digamos, un 99,99 %?”, ha expresado Alexéi Starobinski, del Instituto Landau de Física Teórica de la Academia de Ciencias de Rusia y director de esa investigación.

En el Universo “existe tanta energía oscura” que, si a lo largo de los 14.000 millones que pasaron desde la Gran Explosión una ínfima parte se hubiera transformado en partículas elementales, “tendríamos una nueva fuente de energía colosal”.

A finales del siglo XX, algunos astrofísicos llegaron a la conclusión de que el Universo se expande de manera acelerada y, hoy en día, ciertos científicos atribuyen este hecho a la energía oscura, que produce un efecto de ‘antigravedad’.

Para precisar este punto, en 2016 el astrofísico estadounidense Adam Reiss y sus colegas realizaron mediciones de las estrellas variables Cefeida y calcularon que la distancia entre dos galaxias se incrementa a razón de 73 kilómetros por segundo.

Por otro lado, las observaciones realizadas por otros especialistas con la ayuda de los telescopios WMAP y Planck muestran que la velocidad sería de 69 kilómetros por segundo.

Para explicar esta inconsistencia, el equipo de Alexéi Starobinski admitió la posibilidad de que, contrario a la teoría de Einstein, las propiedades de la energía o la materia oscuras podrían haber cambiado desde que se produjo el Big Bang y habrían acelerado la expansión del Universo.

El universo se expande de forma acelerada, pero, según las ecuaciones del nuevo modelo teórico, se producirá un cambio motivado por la mecánica cuántica que acabará deteniendo el proceso. Ello llevará al universo hacia atrás antes de volver a expandirse.

Según Mir Faizal, uno de los autores del estudio, el equipo ha aunado mecánica cuántica y cosmología al emplear una versión modificada del principio de incertidumbre generalizada (GUP, por sus siglas en inglés). Faizal sintetiza sus conclusiones: “En nuestro modelo cosmológico el universo no empezó con una gran explosión; hubo una transición de una fase a otra”.

“Ello es posible porque el universo puede existir en cuatro fases, como el agua puede existir en tres fases diferentes”, explica. “De la misma manera que sabemos de las propiedades del hielo al estudiar el agua que lo ha formado, podemos saber de la cosmología previa al Big Bang al estudiar la física del universo”, precisa.

“Otros cosmólogos han sugerido el escenario de la Gran Explosión y de Gran Implosión, pero su modelo presenta singularidades”. Para la física estas no son positivas porque “señalan a un lugar donde las leyes de la física se quiebran (..) La singularidad del Bing Bang puede ser evitada al aplicar las correcciones del GUP a la cosmología”, asevera.