Recrear el Universo en el laboratorio

Es una tarea ambiciosa: recrear el Universo en un cubo. Pero si se tiene éxito, el experimento podría ayudar a resolver algunos problemas cosmológicos, por ejemplo: porqué estamos hechos de materia en vez de antimateria y de dónde provienen los enormes campos magnéticos de las galaxias.
Además, proponen que se podrían recrear los efectos de un horizonte de sucesos de un agujero negro usando rayos láser. Son algunos de las investigaciones presentadas recientemente en la reunión "La cosmología se encuentra con la materia condensada".

En la reunión del mes pasado Cosmology Meets Condensed Matter (La cosmología se encuentra con la materia condensada) en Londres, se sugirió que el espacio-tiempo podría ser simulado en el laboratorio usando raras sustancias conocidas como "superfluídos", que fluyen sin resistencia. Es intrigante, pero según Ray Rivers del Imperial College London, las ecuaciones que gobiernan las partículas en los superfluídos son similares a aquellas que representan el Universo temprano. "Esperamos usar esto para chequear cosas en el laboratorio que, fracamente, no tenemos ninguna esperanza de ver a través de observaciones astrofísicas".

Tanmay Vachaspati de la Universidad de Princeton piensa que estudiar el superfluído helio-3 podría ayudar a resolver dos misterios: porqué el Universo está hecho casi enteramente de materia en vez de antimateria y el origen de los campos magnéticos galácticos.

Los cosmólogos creen que una cantidad similar de materia y antimateria deberían haberse creado en el Universo temprano. Pero como se aniquilan entre sí, algo debe haber ocurrido para crear un exceso de materia para ver el Universo tal como lo vemos. Algo de antimateria podría haber sido convertida a materia a través de un proceso que involucra partículas virtuales, dice Vachaspati. Entre éstas habría habido monopolos magnéticos - partículas hipotéticas que portarían una sola carga magnética. Al desaparecer los monopolos, habrían forzado a la antimateria cercana a volverse materia.

Los monopolos, agrega el científico, podrían haber dejado una traza: líneas de campos magnéticos distorsionados que habrían sido estiradas al expandirse el Universo, dando lugar a los campos magnéticos galácticos.

Esas trazas en el Universo temprano serían difíciles de ver en la radiación de fondo de microondas dejada por el Big bang, pero el superfluído helio-3 podría ser una forma de testear la idea.

Asimismo, se postuló en la reunión la posibilidad de usar lásers para recrear el horizonte de sucesos de un agujero negro.
La luz viaja a través de los materiales a diferente velocidad. En el vacío, la velocidad de la luz es la popularmente conocida de casi 300.000 km/s. Pero a través de otros materiales, la velocidad de la luz es diferente. También dependerá de las propiedaes de las ondas que viajan.
Aparentemente, usando rayos láser, uno lento y otro más rápido sería posible recrear las condiciones en un agujero negro. Se dispararía un pulso lentro en la fibra óptica, seguido de uno más rápido que debería alcanzar al primero. Sin embargo, el primer pulso al pasar a través del medio altera las propiedades ópticas de la fibra, causando al pulso rápido enlentecerse. Esto es lo que ocurre a la luz al tratar de escapar de un horizonte de sucesos, se hace tan lenta hasta quedar "atrapada".

Según entiendo, lo que se ha hecho hasta ahora son cálculos teóricos que muestran que un sistema así sería capaz de investigar los efectos cuánticos de los horizontes, en particular la radiación de Hawking.