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Cosmología
Test Para Validad la Teoría de las Cuerdas Basado en la Absorción de Luz Por el Hidrógeno Neutro
12 de Marzo de 2008.

Foto: Jerry Thompson, Thompson/McClellan Photography Inc.Ciertas características espectrales de la luz antigua absorbida por los átomos de hidrógeno neutro podrían servir para poner a prueba algunas predicciones de la teoría de las cuerdas, según unos cosmólogos de la Universidad de Illinois. Sin embargo, hacer las mediciones requeriría de un conjunto gigantesco de radiotelescopios construidos en la Tierra, en el espacio o en la Luna.
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La teoría de las cuerdas, cuyos elementos fundamentales son diminutos filamentos unidimensionales denominados cuerdas, es la principal competidora para una "teoría del todo". Tal teoría unificaría las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza (las nucleares fuerte y débil, el electromagnetismo y la gravedad). Pero encontrar formas de probar la teoría de las cuerdas ha resultado ser difícil.

"Las observaciones de las longitudes de onda muy desviadas hacia el rojo de 21 centímetros, proporcionan una rara ventana de observación en la que se puede probar la teoría de las cuerdas, precisar sus parámetros y demostrar si tiene sentido o no adicionarle un tipo de inflación denominada la inflación de branas", explica Benjamin Wandelt, profesor de física y astronomía en la Universidad de Illinois.

Si la inflación de branas es incluida en la teoría de las cuerdas, ello implica que debe haberse formado una red de cuerdas cósmicas. Wandelt y Rishi Khatri han inventado un método para poner a prueba esta predicción. El método se basa en buscar el impacto que esta red de cuerdas cósmicas impondría en la densidad del hidrógeno neutro en el universo.

Aproximadamente 400.000 años después del Big Bang, el universo consistía en una especie de nube o cascarón de átomos de hidrógeno neutros (cada uno compuesto por un solo protón orbitado por un solo electrón), iluminado por lo que se conoció posteriormente como el fondo cósmico de microondas.


Como los átomos de hidrógeno neutros absorben fácilmente la radiación electromagnética de la longitud de onda de 21 centímetros, el fondo cósmico de microondas debe ostentar una firma de las perturbaciones de densidad en la cáscara de hidrógeno, firma que aún hoy debiera resultar detectable.

Las cuerdas cósmicas deberían producir fluctuaciones características en la densidad del gas a través del que se mueven, un rasgo que quedaría registrado en la radiación de 21 centímetros.

Al igual que el fondo cósmico de microondas, la radiación cosmológica de 21 centímetros se ha estirado a medida que el universo se ha expandido. Hoy, esta radiación "fósil" tiene una longitud de onda cercana a los 21 metros, lo que la ubica en la porción de ondas de radio de gran longitud del espectro electromagnético.

Medir con precisión las perturbaciones en los espectros requeriría un conjunto de radiotelescopios con un área colectiva de más de 1.000 kilómetros cuadrados. Tal conjunto podría construirse usando la tecnología actual, pero sería muy caro.

Si un conjunto de tal tamaño fuera construido en el futuro, las mediciones de las perturbaciones en la densidad de los átomos de hidrógeno neutro también podrían revelar el valor de la tensión de las cuerdas, un parámetro fundamental en esta teoría. Y ese valor permitiría averiguar el nivel de energía en el cual la gravedad cuántica comienza a hacerse importante.

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