30 de abril de 2007

Hablando cosmológicamente, los diamantes podrían ser diamantes para siempre

Imagen: Vanderbilt

En un trabajo publicado en la revista Physical Review D, los físicos Lawrence Krauss y Robert Scherrer muestran que la materia, como la conocemos, permanecerá a medida que el universo siga expandiéndose. Es decir, que la actual relación entre la cantidad de materia y radiación, continuará mientras que la energía oscura continúe expandiendo al universo.

"Los diamantes serán por siempre diamantes", bromea Krauss, profesor de física y astronomía de la Case Western Reserve University, y actualmente trabajando en Vanderbilt. "¡Una de las únicas cosas positivas que han sido concluidas gracias a que el universo está dominado por la energía oscura, es que la materia vencerá a la radiación por siempre!".

A pesar que esto pueda sonar poco sorprendente, esta conclusión va en contra de lo que se pensaba. Hoy hay más materia que radiación en el universo. Pero inicialmente, la radiación dominaba. La visión aceptada usualmente es que en un futuro distante las partículas elementales decaerán en radiación, dejando un universo en donde la radiación sea dominante, donde falten las estructural materiales necesarias para la vida.

"Es descubrimiento de la energía oscura ha cambiado todo, pero ha cambiado más la mirada del futuro que la del pasado" menciona Krauss, quien ha estudiado sus implicaciones estos últimos años. En un universo eternamente en expansión hay al menos una posibilidad para que la vida pueda durar por siempre, pero no en universo dominado por la energía oscura.

A medida que el universo se expande, los objetos más distantes se alejan a velocidades cada vez más altas, hasta que, al superar el límite de la velocidad de la luz, pierden su conexión. Así, en 10 billones de años, nada más que nuestro cúmulo local de galaxias será visible.

Desde la perspectiva de futuras civilizaciones, éste proceso pone un límite finito a la cantidad de información y energía disponible para mantener la vida.

"Nuestro estudio no cambia el proceso, pero sí lo transforma en otro más amistoso para la materia y menos para la radiación", dice Scherrer.

En su trabajo, Krauss y Scherrer analizaron todos los modos en que la material ordinaria y la materia oscura pueden decaer en radiación. Dando conocidas condiciones a estos procesos, ninguno puede producir densidades de radiación que puedan exceder la densidad de la materia remanente. Esto es anti-intuitivo, debido a que cuando la materia se vuelve energía, lo hace a través de la ecuación de Einstein, produciendo grandes cantidades de energía.

"La sorpresa está en que la radiación desaparece tan rápido como es creada en un universo con energía oscura", dice Krauss.

La razón se haya en la expansión del espacio. Ésta disminuye la densidad de energía radiante en dos formas. La primera, separando la distancia de los fotones individuales. La segunda, incrementando su longitud de onda. Juntos, ambos efectos disminuyen fuertemente la densidad de energía de radiación.

Por el contrario, los protones y neutrones, sólo sufren el efecto de separación, debido a que la mayoría de la energía que cargan se encuentra encerrada en su masa y no es afectada por la expansión. Así, en un universo en aceleración, la materia dominará por siempre.

(fg)

Más información en:
http://sitemason.vanderbilt.edu/