PRUEBA PARA LA TEORÍA DE CUERDAS

Proponen posible prueba para la teoría de cuerdas

La teoría de las cuerdas - una teoría cuyos pilares fundamentales son diminutos filamentos de una dimensión llamados cuerdas - es la principal contendiente a una "teoría de todo." Tal teoría unificaría las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza (fuerte y la fuerza nuclear débil, electromagnetismo y la gravedad). Pero la búsqueda de formas para poner a prueba la teoría de las cuerdas es muy difícil.

Ahora, los cosmólogos en la U. de I. dicen que las características en el espectro de 21 centímetros de átomos neutrales de hidrógeno podrían ser utilizados para tales pruebas.
La luz primigenia absorbida por los átomos neutros de hidrógeno puede utilizarse para poner a prueba algunas de las predicciones de la teoría de las cuerdas, dicen los cosmólogos en la Universidad de Illinois. Hacer las mediciones, sin embargo, requeriría un gigantesco conjunto de radiotelescopios que se construirán en la Tierra, en el espacio o en la luna. "Las observaciones de 21 centimetros con alto corrimiento al rojo de proporcionan una ventana peculiar en la que poner a prueba la teoría de las cuerdas, limitando sus parámetros y demostrando si tiene o no tiene sentido integrar un tipo de inflación en ella - llamado inflación -brana- en la teoría de las cuerdas", dijo Benjamin Wandelt, un profesor de física y de astronomía en la U. I.

"Si queremos integrar inflación - brana en la teoría de las cuerdas, se estima necesaria una red de cuerdas cósmicas ", dijo Wandelt. "Podemos probar esta predicción en los efectos que esta red de cuerdas cósmicas tendrían en la densidad de hidrógeno neutro en el universo."

Wandelt y estudiante graduado Rishi Khatri describieron su proyecto de como hacer esta prueba en un documento, aceptado para su publicación, en la revista Cartas de Revisión Física.

Aproximadamente 400000 años después del Big Bang, el universo consistía en una gruesa cápa de átomos neutrales de hidrógeno (cada uno de ellos compuesto de un único protón orbitado por un solo electrón) iluminados por lo que se conoce como el fondo de microondas cósmico.

Ya que los átomos de hidrógeno neutro fácilmente absorben la radiación electromagnética con una longitud de onda de 21 centímetros, la radiación de fondo de microondas lleva la firma de las perturbaciones de densidad en la capa de hidrógeno, que debe ser observable hoy, dice Wandelt.
La cuerdas cósmicas son filamentos de longitud infinita. Su composición puede ser, similar comparativamente, con los límites de cristales de hielo en el agua congelada.

Cuando el agua en un bol se empieza a congelar, crecerá formando cristales de hielo en diferentes puntos de la copa, con orientaciones al azar. Cuando los cristales de hielo se encuentran, por lo general, no se ajusta unos a otros. El límite entre la alineación de dos de esos cristales que se denomina una discontinuidad o un defecto.

Las cuerdas cósmicas son defectos en el espacio. Una red de cuerdas es predicha por la teoría de las cuerdas (y también por otras teorías supersimétricas conocido como "Teorías de la Unificación", que aspiran a unificar todas las fuerzas de la naturaleza conocidas, excepto la gravedad)y se habrían producido en el universo naciente, pero no se han detectado hasta la fecha .

Las cuerdas cósmicas característica producirían fluctuaciones en la densidad del gas a través de la cual se mueven, una firma detectable en la radiación de 21 centímetros.

La red de cuerdas cósmicas preveen que se produzcan con una infación- brana que podría ser probada por los correspondientes fluctuaciones de la radiación de 21 centímetros.
Al igual que el fondo de microondas cósmicas, la radiación cosmológica de 21 centímetros se ha estirado con la expansión del universo. Hoy en día, esta reliquia de radiación tiene una longitud de onda más cercana a los 21 metros, cercana a la longitud de onda de radio del espectro electromagnético.

Para medir con precisión las perturbaciones en el espectro se requeriría un conjunto de radiotelescopios trabajando de forma colectiva en más de 1000 kilómetros cuadrados. Ese conjunto se podría construir utilizando la tecnología actual, dice Wandelt, pero sería prohibitivamente caro.

Si ese enorme conjunto fuera construido, las perturbaciones en las mediciones de la densidad de átomos neutros de hidrógeno también podría revelarlos valores de tensión de las cuerdas, un parámetro fundamental en la teoría de las cuerdas, dice Wandelt. "Y que nos dirian algo acerca de la escala energía en la cual la gravedad cuántica comienza a ser importante."

La financiación fue proporcionada por la Fundación Alexander von Humboldt.
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