¿Qué pasó antes del Big Bang?

El Big Bang es comúnmente considerado como el comienzo de todo: Hace unos 13.800 millones de años, el universo observable explotó y se expandió hasta convertirse en realidad.

¿Pero cómo eran las cosas antes del Big Bang?

Respuesta corta: No lo sabemos. Respuesta larga: Podrían haber sido muchas cosas, cada una de ellas alucinante a su manera. [¿Cuán masiva es la Vía Láctea?]

Al principio

Lo primero que hay que entender es lo que fue el Big Bang.

El Big Bang es un momento en el tiempo, no un punto en el espacio», dijo Sean Carroll, físico teórico del Instituto de Tecnología de California y autor de «The Big Picture»: Sobre los orígenes de la vida, el sentido y el universo mismo» (Dutton, 2016).

Por lo tanto, es posible que el universo en el Big Bang fuera pequeñito o infinitamente grande, dijo Carroll, porque no hay manera de mirar hacia atrás en el tiempo a las cosas que ni siquiera podemos ver hoy en día. Todo lo que realmente sabemos es que era muy, muy denso y que rápidamente se volvió menos denso.

Como corolario, realmente no hay nada fuera del universo, porque el universo es, por definición, todo. Así que, en el Big Bang, todo era más denso y caluroso de lo que es ahora, pero no había más un «fuera» de él de lo que hay hoy en día. Por muy tentador que sea adoptar un punto de vista divino e imaginar que uno podría pararse en un vacío y mirar el universo de bebés revueltos justo antes del Big Bang, eso sería imposible, dijo Carroll. El universo no se expandió en el espacio; el espacio mismo se expandió.

«No importa en qué parte del universo te encuentres, si te remontas 14.000 millones de años, llegas a este punto en el que hace mucho calor, es denso y se expande rápidamente», dijo.

Nadie sabe exactamente lo que estaba sucediendo en el universo hasta 1 segundo después del Big Bang, cuando el universo se enfriaba lo suficiente como para que protones y neutrones chocaran y se pegaran. Muchos científicos piensan que el universo pasó por un proceso de expansión exponencial llamado inflación durante ese primer segundo. Esto habría suavizado el tejido del espacio-tiempo y podría explicar por qué la materia está tan uniformemente distribuida en el universo actual.

Antes de la explosión

Es posible que antes del Big Bang, el universo fuera una extensión infinita de un material ultrahot, denso, que persistiera en un estado estable hasta que, por alguna razón, ocurrió el Big Bang. Este universo extra-denso puede haber sido gobernado por la mecánica cuántica, la física de la escala extremadamente pequeña, dijo Carroll. El Big Bang, entonces, habría representado el momento en que la física clásica se hizo cargo como el principal impulsor de la evolución del universo. ¿Qué es la Mecánica Cuántica?]

Para Stephen Hawking, este momento era lo único que importaba: Antes del Big Bang, dijo, los eventos son inconmensurables, y por lo tanto indefinidos. Hawking llamó a esto la propuesta sin límites: El tiempo y el espacio, dijo, son finitos, pero no tienen límites ni puntos de partida ni de llegada, de la misma manera que el planeta Tierra es finito pero no tiene límites.

«Dado que los acontecimientos anteriores al Big Bang no tienen consecuencias observacionales, es mejor eliminarlos de la teoría y decir que el tiempo comenzó en el Big Bang», dijo en una entrevista en el programa de National Geographic «StarTalk» en 2018.

O tal vez había algo más antes del Big Bang que vale la pena considerar. Una idea es que el Big Bang no es el principio del tiempo, sino que fue un momento de simetría. En esta idea, antes del Big Bang, había otro universo, idéntico a éste pero con entropía aumentando hacia el pasado en lugar de hacia el futuro.

El aumento de la entropía, o el aumento del desorden en un sistema, es esencialmente la flecha del tiempo, dijo Carroll, así que en este universo espejo, el tiempo correría opuesto al tiempo en el universo moderno y nuestro universo estaría en el pasado. Los partidarios de esta teoría también sugieren que otras propiedades del universo se voltearían en este universo espejo. Por ejemplo, el físico David Sloan escribió en el blog científico de la Universidad de Oxford que las asimetrías en moléculas e iones (llamadas quiralidades) estarían en orientaciones opuestas a lo que son en nuestro universo.

Una teoría relacionada sostiene que el Big Bang no fue el comienzo de todo, sino más bien un momento en el tiempo cuando el universo cambió de un período de contracción a un período de expansión. Esta noción de «Big Bounce» sugiere que podría haber infinitos Big Bangs a medida que el universo se expande, se contrae y se expande de nuevo. El problema con estas ideas, dijo Carroll, es que no hay explicación de por qué o cómo un universo en expansión se contraería y regresaría a un estado de bajaentropía.

Carroll y su colega Jennifer Chen tienen su propia visión antes del Big Bang. En 2004, los físicos sugirieron que quizás el universo tal como lo conocemos es el vástago de un universo padre del que un poco de espacio-tiempo se ha desprendido.

Es como si un núcleo radiactivo se descompusiera, dijo Carroll: Cuando un núcleo se descompone, escupe una partícula alfa o beta. El universo padre podría hacer lo mismo, excepto que en lugar de partículas, escupe universos de bebés, quizás infinitamente. «Es sólo una fluctuación cuántica que permite que suceda», dijo Carroll. Estos universos infantiles son «literalmente universos paralelos», dijo Carroll, y no interactúan entre sí ni se influyen entre sí.

Si todo eso suena un poco triposo, lo es – porque los científicos todavía no tienen una manera de volver a mirar hasta el instante del Big Bang, mucho menos lo que vino antes de él. Sin embargo, hay espacio para explorar, dijo Carroll. La detección de ondas gravitacionales de poderosas colisiones galácticas en 2015 abre la posibilidad de que estas ondas puedan ser utilizadas para resolver misterios fundamentales sobre la expansión de los universos en ese primer segundo crucial.

Los físicos teóricos también tienen trabajo que hacer, dijo Carroll, como hacer predicciones más precisas sobre cómo podrían funcionar fuerzas cuánticas como la gravedad cuántica.

«Ni siquiera sabemos lo que buscamos,» dijo Carroll, «hasta que tenemos una teoría.»

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Publicado originalmente en Misterius .

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