Físicos logran recrear lo que pasó después del Big Bang en un laboratorio

Hasta ahora, la teoría más respaldada para explicar el origen del universo es el Big Bang, el estallido a partir del cual surgió toda la materia y energía existente. Se cree que, inmediatamente después, el cosmos se expandió rápidamente, pero los detalles de esa etapa permanecen ajenos a nuestro conocimiento, ya que sucedió hace 13.800 millones de años, mucho más de lo que nuestros telescopios pueden explorar.

Para desentrañar este misterio, un equipo de físicos elaboró una versión en miniatura de esos primeros momentos del universo en un laboratorio de la Universidad de Heidelberg, en Alemania. No se trata de otro modelo por computadora, sino un experimento en el mundo real, cuyos resultados, publicados el miércoles en la revista Nature, marcan el comienzo de una nueva era de investigaciones en cosmología.

Frío extremo para entender el universo primitivo

La mayoría de estudios indican que, durante la inflación cósmica (etapa de expansión que siguió al Big Bang), la temperatura del universo cayó hasta cerca del cero absoluto (-273,15 °C).

Por ello, el equipo enfrió unos 20.000 átomos de potasio-39 hasta esos límites de temperatura. En dichas condiciones, las partículas formaron un condensado de Bose-Einstein, un estado en el que la materia se comporta como un superfluido, el cual les sirvió para explorar las diversas configuraciones que pudo tener el espacio-tiempo en el universo primitivo: plano, esférico o hiperbólico.

Para examinar las propiedades físicas de cada configuración, usaron ondas de sonido, la cuales se propagan del mismo modo que las de luz dentro del universo en expansión.

Esto también les permitió simular los distintos modelos teóricos de inflación cósmica: expansión acelerada, desacelerada o constante, que habrían afectado de distinta manera a la estructura final del universo.

Tal como predijo la teoría

Al imitar la expansión del universo en los distintos modelos teóricos propuestos para la inflación cósmica, la curvatura del espacio-tiempo y la creación de nuevas partículas, el equipo observó que el superfluido se comportó tal como la teoría había predicho.

Los autores aclaran que aún no han confirmado ni refutado ningún modelo teórico sobre el universo primitivo. Por ahora, su conclusión más importante es que su experimento, llamado “Simulador de campo cuántico”, realmente funciona para recrear el cosmos en sus inicios.

El coautor Nikolas Liebster, físico experimental de la Universidad de Heidelberg, afirma que los datos obtenidos de este trabajo plantea “preguntas que van más allá de lo que la teoría actual puede responder”.

Y para contestarlas, los autores señalan que se deben crear versiones más avanzadas del simulador, que abarquen la mayor cantidad de propiedades del universo primitivo. Asimismo, se requerirá la presencia de expertos de muchos campos de la física para comprender esa etapa desconocida en la historia del cosmos y, por tanto, el impacto en su presente.