Nuevas Ideas Sugieren una Estructura para el Vacío

La naturaleza del espacio-tiempo y de los objetos de materia que lo rodean, fue y sigue siendo uno de los problemas más intrigantes y desafiantes. Una brillante teoría de la física fue la combinación de la electricidad y el magnetismo dentro de las leyes del electromagnetismo de Faraday-Maxwell, que explican la propagación de la luz en el espacio-tiempo y plantean nuevas preguntas sobre la naturaleza del vacío. Sin embargo, casi todos los intentos de desvelar el estado real del problema del vacío resultaron infructuosos a pesar de las nuevas ideas sugeridas por Mach, Lorentz, Poincaré, Einstein y otros.

A pesar de ello, con la conocida teoría de la relatividad especial la cuestión se "disolvió" artificialmente y la estructura del vacío como problema desapareció casi por completo de la teoría de Einstein siendo sustituida por la geometrización de la naturaleza del espacio-tiempo y todos los fenómenos físicos relacionados. Mientras tanto, el impresionante éxito de la física cuántica del siglo XX, especialmente de la electrodinámica cuántica, ha demostrado con suficiente claridad que los fenómenos de polarización del vacío y de aniquilación de electrones y positrones permiten plantear nuevas cuestiones sobre las estructuras del espacio-tiempo y del vacío, y además revisar los puntos de vista existentes sobre ellas.

Entre estas cuestiones, una de ellas es la de las tres dimensiones espaciales de nuestro Universo. Este número exacto es uno de los enigmas más profundos de la cosmología, sobre todo teniendo en cuenta los escenarios de la gravedad cuántica, como la teoría de cuerdas, que supone nueve o diez dimensiones espaciales a nivel fundamental.

En un artículo reciente, los investigadores proponen una nueva explicación topológica de la dimensionalidad del espacio-tiempo. Sugirieron una estructura para el vacío compuesta por una red de tubos de flujo estrechamente anudados/vinculados. Como la red sólo puede ser topológicamente estable en tres dimensiones espaciales, este escenario proporciona una explicación dinámica de la existencia de exactamente tres grandes dimensiones espaciales en nuestro Universo.

"Nuestra red de tubos de flujo no sólo proporciona la energía necesaria para impulsar la inflación, sino que también explica por qué se detuvo tan abruptamente. [...] Cuando el Universo comenzó a expandirse, la red de tubos de flujo empezó a decaer y finalmente se rompió, eliminando la fuente de energía que impulsaba la expansión".Thomas W. Kephart, Departmento de Física y Astronomía, Nashville, USA

Por el momento, esta teoría no es más que un modelo que vincula la estructura del vacío con el período más temprano de la formación de nuestro universo. Sin embargo, podría explicar algunas cuestiones candentes sobre cómo evolucionó el cosmos hasta su forma actual.

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