Las cuerdas cósmicas podrían emitir chispas, dando respuestas a cuestiones cosmológicas

Para los astrónomos, comprender lo que sucedió en los primeros momentos del universo podría contestar muchas cuestiones de la física y la astronomía.

Un posible jugador en el universo inicial son las cuerdas cósmicas, el cual surge de forma natural en los modelos de física de partículas. No obstante, las cuerdas cósmicas son unas entidades hipotéticas bastante extrañas: son más finas que un protón, pero pueden ser tan largas como el universo. Las cuerdas cósmicas podrían haberse formado como imperfecciones cuando el universo inicial pasó por una fase de cambios drásticos.

“Si las se encontrase que las cuerdas cósmicas existen, esto nos diría que el universo era muy caliente (un millón de trillones de grados o 10²⁴ grados) en la primera fracción de un nanosegundo”, dice el físico Tanmay Vachaspati a PhysOrg.com. “Esto nos diría que la teoría fundamental que la teoría fundamental debe admitir soluciones de cuerdas. Posteriores estudios de las propiedades de las cuerdas podrían decirnos si la Teoría de Cuerdas puede ser la correcta. Por lo que el descubrimiento de una cuerda cósmica sería verdaderamente notable para una gran mayoría de físicos y astrónomos”.

Las cuerdas cósmicas son también superconductores, y pueden verse como cables elásticos portadores de corriente que impregnan el cosmos como bucles cerrados de curvas infinitamente grandes. Las cuerdas oscilan bajo su propia tensión, emitiendo una radiación electromagnética muy potente.

Posiblemente, una observación reciente de un estallido de radio, o chispa, podría haber sido causado por tal cuerda cósmica superconductora. Esta idea fue sugerida por Vachaspati, del Instituto de Estudios Avanzados en Princeton, Nueva Jersey, y la Universidad de Case Western Reserve en Cleveland, Ohio.

Vachaspati ha desarrollado una predicción de que las cuerdas cósmicas podrían, potencialmente, producir chipas de radio observables, y recientemente publicó su estudio en Physical Review Letters. Los anteriores intento de observar las cuerdas cósmicas se han centrado principalmente en las emisiones de alta energía tales como los rayos gamma, en lugar de en ondas de radio de menor energía.

Las recientes chispas de radio fueron observadas por Dunc Lorimer y sus colegas, y se informó de las mismas en 2007. No se ha identificado ninguna galaxia anfitriona para la chispa, que duró apenas un milisegundo, y que tuvo una frecuencia central alta de 1,4 GHz. Vachaspati encontró que las propiedades de la chispa de radio, tales como la duración, fluidez, espectro e índice del evento, encajaban bien con una cuerda cósmica superconductora que porta ua corriente de aproximadamente 100 000 GeV.

“El resultado de Lorimer et al es el primer estallido de radio en ser detectado a distancias cosmológicas”, dijo Vachaspati. “Su observación disparó la idea de que los estallidos de radio pueden ser una buena forma de buscar cuerdas”.

Tal chispa podría proceder de un punto llamado “cúspide” en una cuerda unidimensional idealizada. Durante un breve instante, la cúspide alcanza la velocidad de la luz, y esta región localizada emite una radiación electromagnética muy potente. Vachaspati encontró que un observador situado a una gran distancia y ligeramente fuera de la dirección del rayo podría ver esta dirección como una chispa similar a la observada por el grupo de Lorimer.

Esté dicha chispa de radio concreta causada por una cuerda cósmica u otra cosa, explica Vachaspati, lo importante es cómo estas predicciones podrían influir en la física de partículas. Por ejemplo, la existencia o ausencia de las cuerdas cósmicas podrían usarse para restringir distintos modelos fundamentales.

Explicó que el modelo de cuerdas cósmicas superconductoras puede ser comprobado de muchas formas, tales como buscar signos de emisión de partículas en decaimiento, buscar inusuales patrones de radiación “similares a un ventilador” a partir de ondas n las cuerdas, y encontrar más chispas de radio situadas fuera de las galaxias.

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Más información: Vachaspati, Tanmay. “Cosmic Sparks from Superconducting Strings.” Physical Review Letters, 101, 141301 (2008).

Autor: Lisa Zyga
Fecha Original: 9 de octubre de 2008
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Vía: Ciencia Kanija