¿Por qué el universo no colapsó tras el Big Bang?

Los estudios de la partícula de Higgs – descubierta en el CERN en 2012 y res-ponsable de dar masa a todas las partículas – han sugerido que la producción de partículas de Higgs durante la expansión acelerada del universo muy tem-prano (inflación) debería haber dado lugar a la inestabilidad y el colapso.


Los científicos tratan de averiguar por qué no sucedió ese escenario, lo que ha dado lugar a teorías que sugieren que debe de haber alguna nueva teoría física que ayudará a explicar los orígenes del universo; sin embargo, un equipo de físicos del Imperial College de Londres, y de las universidades de Copenhague y Helsinki, cree que hay una explicación más simple.

En un nuevo estudio publicado en la revista Physical Review Letters, el equipo describe cómo la curvatura del espacio-tiempo – en efecto, la gravedad – proporciona la estabilidad necesaria para que el universo sobreviviera la expansión en el período inflacionario. El equipo investigó la interacción entre las partícu-las de Higgs y la gravedad, teniendo en cuenta la forma en que podría variar con la energía.

Así, muestran que incluso una peque-ña interacción habría sido suficiente para estabilizar el universo.

“El Modelo Estándar de la física de par-tículas, que los científicos utilizan para explicar las partículas elementales y sus interacciones, hasta el momento no ha proporcionado una respuesta de por qué el universo no se derrumbó tras el Big Bang”, explica el profesor Arttu Rajantie, del Departamento de Física del Imperial College de Londres.

“Nuestro estudio investiga el último pa-rámetro desconocido en el Modelo Es-tándar – la interacción entre la partícula de Higgs y la gravedad. Ese parámetro no se puede medir en experimentos con aceleradores de partículas, pero tiene un gran efecto en la inestabilidad de Higgs durante la inflación. ¡Incluso un valor re-lativamente pequeño es suficiente para explicar la supervivencia del universo sin ninguna nueva física! “

El equipo planea continuar su investi-gación con observaciones cosmológicas para estudiar la interacción con más de-talle y explicar el efecto que habría teni-do en el desarrollo de los inicios del uni-verso. En particular, utilizarán los datos de las misiones de la Agencia Espacial Europea, actuales y futuros, de medicio-nes de la radiación del fondo cósmico de microondas y las ondas gravitacionales.

“Nuestro objetivo es medir la interac-ción entre la gravedad y el campo de Higgs utilizando datos cosmológicos,” di-ce el profesor Rajantie. “Si somos capa-ces de hacer eso, habremos encontrado el último número desconocido en el Mo-delo Estándar de la física de partículas y estaremos más cerca de responder a las preguntas fundamentales acerca de có-mo estamos aquí”.

Estudio: M. Herranen, T. Markkanen, S. Nurmi, and A. Rajantie. Spacetime Curvature and the Higgs Stability During Inflation. Phys. Rev. Lett.113, 211102, doi: 10.1103/PhysRevLett.113.211102.

Fuente: Imperial College London

 
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