Edward Tryon

Edward P. Tryon (4 de septiembre de 1940 - 11 de diciembre de 2019) fue un científico estadounidense y profesor emérito de física en el Hunter College de la Universidad de la Ciudad de Nueva York (CUNY). ^{[ 1 ]} Fue el primer físico en proponer que nuestro universo se originó como una fluctuación cuántica del vacío. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Tryon nació y se crió en Terre Haute, Indiana . ^{[ 4 ]} Tomó su primer curso de física en su penúltimo año en Wiley High School . ^{[ 5 ]}

Tryon ingresó en la Universidad de Cornell en 1958. Fue influenciado por el Premio Nobel Hans Bethe , quien fue uno de sus profesores. Le impactó especialmente un consejo que Bethe le dio: «Nuestra intuición se basa en nuestras experiencias en el mundo macroscópico . No hay razón para esperar que nuestra intuición sea válida para los fenómenos microscópicos ». ^{[ 6 ]} Se graduó de la Universidad de Cornell en 1962, obteniendo una licenciatura en física. ^{[ 4 ]} Posteriormente realizó sus estudios de posgrado en la Universidad de California, Berkeley . Allí fue muy influenciado por Steven Weinberg . Tomó cursos impartidos por Weinberg, quien más tarde se convertiría en su mentor. ^{[ 7 ]} Su tesis doctoral se centró en la relación entre la relatividad general y la teoría cuántica de campos ^{[ 8 ]} y se tituló: «Derivaciones clásicas y cuánticas de la teoría gravitacional basadas en la teoría de campos». ^{[ 9 ]} Se graduó de la Universidad de California, Berkeley con un doctorado en física en 1967.

En 1969 (algunas versiones de esta historia dicen 1970), Tryon asistió a una conferencia impartida por el cosmólogo británico Dennis Sciama en la Universidad de Columbia . ^{[ 10 ]} Cuando Sciama hizo una pausa, Tryon exclamó: "¿Quizás el universo sea una fluctuación del vacío?". ^{[ 11 ]} Todos rieron, creyendo que era una broma. ^{[ 12 ]} Avergonzado, no explicó a nadie que no era así. Tryon afirma que solo recordó este incidente cuando se lo recordaron al publicar un artículo sobre el tema. ^{[ 13 ]}

La especialización de Tryon se centra en los modelos teóricos de quarks , la relatividad general teórica y la cosmología . En 1973, propuso que el universo es una fluctuación cuántica a gran escala en la energía del vacío . Esto se conoce como génesis del vacío o hipótesis del universo de energía cero . Se le atribuye la siguiente frase: «El universo es simplemente una de esas cosas que suceden de vez en cuando». ^{[ 14 ]}

En 1967, comenzó a trabajar en la Universidad de Columbia como asistente de investigación. En 1968, comenzó a trabajar como profesor asistente y permaneció allí hasta 1971. ^{[ 1 ]}

Tryon dejó la Universidad de Columbia en 1971 y comenzó a trabajar en el Hunter College de la Universidad de la Ciudad de Nueva York, donde pasó el resto de su carrera académica impartiendo clases como profesor.

A principios de la década de 1970, la mayoría de los físicos creían que, dentro de los límites de la ciencia, no se podía hablar de lo que existía antes del Big Bang . ^{[ 15 ]} Era casi universalmente aceptado que ningún científico podía explicar por qué existe algo y no nada. Este era el clima científico cuando Tryon se estaba adaptando a trabajar en el Hunter College. Pero poco después de llegar, se encontró inmerso en un proyecto de escritura que, según él, requería un estudio exhaustivo de cómo la ciencia moderna percibe nuestro universo. ^{[ 16 ]} Al estudiar las diversas maneras en que los cosmólogos ven nuestro universo, pensó haber descubierto una forma totalmente nueva de cómo podría haber surgido. Entonces plasmó su idea en un artículo científico e intentó publicarlo. Lo envió a Physical Review Letters , pero lo rechazaron. Luego lo envió a la revista científica británica Nature , con la esperanza de que lo aceptaran como una "carta al editor". Un editor de la revista no solo lo aceptó, sino que decidió convertirlo en un artículo de fondo. ^{[ 17 ]}

El artículo apareció en Nature en diciembre de 1973 con el título: "¿Es el universo una fluctuación del vacío?" ^{[ 18 ]} Proponía la idea de que nuestro universo se había originado a partir de una fluctuación cuántica del vacío. ^{[ 19 ]} El cosmólogo Alexander Vilenkin dijo sobre el artículo: "Ahora bien, lo que Tryon sugería era que todo nuestro universo, con su vasta cantidad de materia, era una enorme fluctuación cuántica que, de alguna manera, no desapareció durante más de diez mil millones de años". ^{[ 20 ]} El físico Alan Guth hizo este comentario sobre el artículo: "En su controvertido artículo de dos páginas, Tryon planteó la sorprendente propuesta de que, en raras ocasiones, universos enteros podrían materializarse a partir del vacío, y nuestro universo podría haber comenzado de esta manera". ^{[ 21 ]} Esta fue la primera vez que un científico utilizó la ciencia para intentar explicar cómo nuestro universo pudo haberse originado de la nada. ^{[ 17 ]}

En su artículo, Tryon aborda primero la idea de cómo nuestro universo pudo haber surgido de la nada y, sin embargo, respetar las leyes de la física. Según la primera ley de la termodinámica , la energía no se crea ni se destruye. Tryon necesitaba afirmar que nuestro universo podía surgir de la nada sin violar esta ley de conservación de la energía . Teorizó que toda la energía positiva de la masa y toda la energía negativa de la gravedad se cancelan, dando como resultado un universo con energía cero. Tryon reconoce haber aprendido esta idea del relativista general Peter Bergmann . ^{[ 18 ]} La persona que propuso por primera vez la idea de que podríamos vivir en un universo con energía neta cero porque la energía positiva de la masa cancela la energía negativa de la gravedad fue el físico Richard C. Tolman . Dado que Tryon creía que nuestro universo tiene energía neta cero, escribió en su artículo: «Si esto es así, entonces nuestro universo podría haber aparecido de la nada sin violar ninguna ley de conservación».

Tryon procedió a describir cómo nuestro universo pudo haber surgido de una fluctuación cuántica del vacío. Lo hizo simplemente aplicando las leyes científicas conocidas, incluyendo la mecánica cuántica y la teoría cuántica de campos , a la era anterior a la existencia de nuestro universo. Al igual que muchos físicos, creía que existía un vacío, o espacio vacío, antes de que existiera nuestro universo. Según la mecánica cuántica y la teoría cuántica de campos, un vacío aparente sin materia puede sustentar fluctuaciones del vacío . A nivel cuántico , debido al principio de incertidumbre , la ley de conservación de la energía puede romperse por un breve instante, provocando que partículas virtuales aparezcan y desaparezcan. Tryon afirma que también existían partículas virtuales en el vacío que existía antes de nuestro universo, y que estas fluctuaciones cuánticas de la nada (el vacío) finalmente llevaron a que una de estas partículas apareciera y se convirtiera en nuestro universo. ^{[ 22 ]}

Tryon no pudo explicar cómo una de estas partículas virtuales crece hasta convertirse en un universo como el nuestro, pero afirma en su artículo que "las leyes de la física no imponen límites a la escala de las fluctuaciones del vacío". También menciona que "las fluctuaciones del vacío de nuestro universo son probablemente bastante raras".

Aunque Tryon fue el primero en sugerir que nuestro universo se desarrolló a partir de una fluctuación cuántica del vacío, el físico alemán Pascual Jordan fue el primero en hablar sobre cómo una estrella podría crearse a partir del vacío mediante una transición cuántica. En la década de 1930, varios físicos buscaban explicar cómo surgió la materia si viviéramos en un universo continuo y eterno. Jordan sabía cómo la energía positiva de la masa de un sol podía cancelar su energía negativa gravitacional, dejando un sol con energía cero. Esto lo llevó a especular sobre qué impediría que una transición cuántica del vacío creara un nuevo sol. ^{[ 23 ]} Jordan no sugirió que nuestro universo pudiera haber surgido por una fluctuación cuántica del vacío, sino más bien cómo podría generarse la materia dentro de un universo eterno.

A principios de la década de 1970, P.I. Fomin (Peter Ivanovych Fomin, un ucraniano de la Rusia soviética) parece haber concebido de forma independiente la idea de que nuestro universo podría haber surgido mediante un proceso cuántico. ^{[ 23 ]} Sin embargo, no publicó hasta 1975, casi dos años después de Tryon, por lo que la comunidad científica le atribuyó a Tryon el mérito de haber concebido primero esta idea.

Tryon también creía que este evento cuántico no tenía propósito ni causa. En esencia, afirmaba que «nuestro universo podría haberse originado de esta manera y enfatizaba que tal evento de creación no requeriría una causa». ^{[ 24 ]} Por eso Tryon escribió: «En respuesta a la pregunta de por qué sucedió, ofrezco la modesta propuesta de que nuestro universo es simplemente una de esas cosas que suceden de vez en cuando».

Aunque el artículo de Tryon da la impresión de que el misterio del origen de nuestro universo está resuelto, no es así. Menciona la existencia de un "espacio más amplio en el que nuestro universo está inmerso", pero esta idea se describe de forma muy vaga y breve. Además, si bien Tryon propone que nuestro universo surgió de un accidente permitido por las leyes de la física, no indica qué originó dichas leyes, dejando el misterio de la creación del universo sin resolver por completo.

• Tryon, Edward P. "¿Es el Universo una fluctuación del vacío?", en Nature , 246(1973), pp.  396–397.

• Universo de energía cero