A medida que el universo se expande, está sometido continuamente a cambios en la energía, o "fluctuaciones cuánticas", que envían pequeños pulsos de "sonido" al tejido del espacio-tiempo. De hecho, se cree que el Big Bang, la gran explosión con la que nació el universo, pudo ser la consecuencia de algún tipo especial de fluctuación cuántica.

El equipo de la física y matemática Tejal Bhamre, de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey, Estados Unidos, ha desarrollado una nueva herramienta matemática que debería permitir usar estos "sonidos" para ayudar a revelar la forma del universo.

El concepto en el que ella y sus colegas se han basado es el que, a grandes rasgos, plantea, dentro de la geometría espectral, ¿hasta qué punto se puede determinar la forma de algo usando el sonido de sus vibraciones acústicas?

El equipo de Bhamre abordó este problema dividiéndolo en partes pequeñas de tamaño manejable.

La técnica que Bhamre y sus colegas han desarrollado podría, en principio, determinar la forma del espacio-tiempo a partir del "zumbido" constante causado por las fluctuaciones cuánticas.

La técnica de los investigadores también proporciona una conexión única entre los dos pilares de la física moderna: la teoría cuántica y la relatividad general.

Con Bhamre han trabajado David Aasen del Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena, y Achim Kempf de la Universidad de Waterloo en Canadá.

Información adicional

Las “partículas virtuales” pueden convertirse en fotones reales – bajo las condiciones adecuadas. El vacío podría parecer espacio sin nada, pero los científicos han descubierto una nueva forma de, aparentemente, lograr algo, como la luz, a partir de la nada. Y el hallazgo podría, finalmente, ayudar a los científicos a construir computadores cuánticos increíblemente potentes, o arrojar luz sobre los primeros momentos de la historia del universo.

La física cuántica explica que existen límites a la precisión con la que se pueden conocer las propiedades de las unidades más básicas de la materia – por ejemplo, no se puede conocer, simultáneamente, con certeza la posición de una partícula y su momento. Una extraña consecuencia de esta incertidumbre es que el vacío nunca está completamente vacío, sino que bulle con lo que se conoce como “partículas virtuales”, que aparecen y desaparecen constantemente.

Estas partículas virtuales aparecen a menudo en parejas que, casi instantáneamente, se aniquilan entre sí. Aun así, antes de desvanecerse, pueden tener efectos muy reales sobre sus alrededores. Por ejemplo, los fotones – paquetes de luz – pueden aparecer y desaparecer en un vacío. Cuando se colocan dos espejos uno frente a otro en un vacío, hay más fotones virtuales fuera de los espejos que entre ellos, lo que genera una aparentemente misteriosa fuerza que empuja los espejos uno contra el otro.