Hielo que se congela y cosmos en expansión ⚡ экспресс
Los investigadores ampliaron la analogía entre el crecimiento del hielo en un lago y la expansión del Universo, añadiendo la mezcla convectiva del agua. Derivaron una ecuación para el grosor del hielo que, en su estructura, coincide con las ecuaciones de Friedmann que describen la evolución del cosmos. Además de los términos familiares para los cosmólogos (radiación, materia, curvatura), aparecieron dos nuevos: un término constante, similar a la energía oscura, y un término inversamente proporcional al grosor, que en cosmología correspondería a una materia exótica con energía negativa. Esta inesperada conexión matemática muestra cómo la física simple del hielo puede arrojar luz sobre el funcionamiento del Universo.
En invierno, el lago se cubre de hielo, y este simple proceso resulta ser un modelo vivo del Universo en expansión. El grosor del hielo aumenta según la misma ley matemática que las distancias entre galaxias lejanas.
El secreto está en el movimiento del agua bajo la costra de hielo. Cuando las capas cálidas ascienden y las frías descienden, esta circulación lleva calor al hielo en crecimiento. En las ecuaciones aparece un término adicional que se comporta exactamente como la energía oscura, una fuerza constante e invisible que hace que las galaxias se alejen aceleradamente. En el lago, esta “energía” ralentiza el crecimiento del hielo, mientras que en el cosmos, lo acelera.
Es sorprendente que la fórmula para este escenario fue escrita por primera vez por el físico Josef Stefan en 1891, mientras estudiaba la formación de hielo en estanques. Ahora, esa misma ecuación es la base de modelos que predicen el destino de todo el universo.
🎯 La ecuación de Stefan, derivada para el simple hielo, hoy se utiliza incluso para calcular el enfriamiento de la superficie de Marte.