Pensando en el tiempo antes del Big Bang

 ¿Qué sucedió antes del Big Bang? La respuesta convencional a esta pregunta es: “No existe ese ‘antes del Big Bang’”. Ese es el evento en el que empezó todo.

Pero la respuesta correcta, dice el físico Sean Carroll, es, “Simplemente, no lo sabemos”. Carroll, así como otros físicos y cosmólogos han comenzado a considerar la posibilidad de un tiempo antes del Big Bang, así como teorías alternativas sobre cómo nuestro universo llegó a la realidad. Carroll discutió este tipo de “investigación especulativa” durante una charla en la Reunión de la Sociedad Astronómica Americana la semana pasada en St. Louis, Missouri.

“Esta es una época interesante para ser cosmólogo”, dijo Carroll. “Estamos a la vez bendecidos y malditos. Es una época dorada, pero el problema es que el modelo de universo que tenemos no tiene sentido”.

Primero, existe un problema de inventario, donde el 95% del universo está sin contar. Los cosmólogos aparentemente han resuelto tal problema inventando l energía y materia oscuras. Pero aunque hemos “creado” materia para que encaje con los datos eso no significa que comprendamos la naturaleza del universo.

Otra gran sorpresa sobre nuestro universo procede de los datos reales de la nave WMAP WMAP (Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson) la cual ha estado estudiando el Fondo de Microondas Cósmico (CMB) – el “eco” del Big Bang.

“La instantánea de WMAP de cómo era el universo inicial muestra que era caliente, denso y suave [baja entropía] a lo largo de una amplia región del espacio”, dijo Carroll. “No comprendemos por qué esto es así. Esto es una sorpresa incluso mayor que el problema del inventario. Nuestro universo no parece natural”. Carroll dijo que los estados de baja entropía son raros, además de que entre todas las posibles condiciones iniciales que podrían haber evolucionado en un universo como el nuestro, la abrumadora mayoría tienen una entropía mucho mayor, no menor.

Pero el fenómeno más sorprendente sobre el universo, dijo Carroll, es que las cosas cambian. Y todo sucede de forma consistente en una dirección del pasado al futuro, a través del universo.

“Esto es lo que se conoce como flecha del tiempo”, dijo Carroll. Esta flecha del tiempo procede de la segunda ley de la termodinámica, la cual invoca a la entropía. La ley afirma que los sistemas cerrados invariables se mueven del orden al desorden con el tiempo. Esta ley es fundamental en la física y astronomía.

Una de las mayores preguntas sobre las condiciones iniciales del universo es ¿por qué la entropía empezó tan baja? “Y una baja entropía cerca del Big Bang es la responsable de todo lo relacionado con la flecha del tiempo”, dijo Carroll. “Vida y muerte, memoria, el flujo del tiempo”. Los eventos se suceden en un orden y no pueden invertirse.

“Cada vez que rompes un huevo o haces pedazos un vaso de agua estás haciendo cosmología observacional”, dijo Carroll.

Por tanto, para responder a nuestras cuestiones sobre el universo y la flecha del tiempo, tendríamos que considerar lo que sucedió antes del Big Bang.

Carroll insiste en que es importante pensar sobre estos temas. “Esto no es sólo teología recreativa”, dijo. “Queremos una historia del universo que tenga sentido. Cuando tenemos cosas que parecen sorprendentes, echamos un vistazo al mecanismo subyacente que hace comprensible el misterio. La baja entropía del universo es una pista de algo y deberíamos trabajar para encontrarlo”.

Por ahora no tenemos un buen modelo del universo, y las actuales teorías no responden las preguntas. La relatividad general clásica predice que el universo comenzó con una singularidad, pero no puede demostrarse nada hasta después del Big Bang.

La teoría de la inflación, la cual propone un periodo de expansión (exponencial) extremadamente rápida del universo durante sus primeros momentos, no es de ayuda, dijo Carroll. “Eso sólo empeora el problema de la entropía. La inflación requiere una teoría de condiciones iniciales”.

Existen también otros modelos, pero Carroll propone, y parece a favor de la idea de multiversos que crean universos “bebé”. “Nuestro universo observable podría no ser toda la historia completa”, dijo. “Si somos parte de un multiverso mayor, no existe un estado de equilibrio de entropía máxima y la entropía se produce a través de la creación de universos como el nuestro”.

Carroll también discute sobre nuevas investigaciones que él y un equipo de físicos han llevado a cabo, reobservando, de nuevo, los resultados de WMAP. Carroll y su equipo dicen que los datos demuestran que el universo está “girado”.

Las medidas de WMAP demuestran que las fluctuaciones en el fondo de microondas son un 10% mayores en un lado que en el otro.

Una explicación para un universo “más pesado en un lado” sería si estas fluctuaciones representaran una estructura dejada por un universo que produjo este universo.

Carroll dijo que todo esto obtendría ayuda de una mejor comprensión de la gravedad cuántica. “Las fluctuaciones cuánticas pueden producir nuevos universos. Si las fluctuaciones térmicas en un espacio tranquilo pueden llevar a universos bebés, ellos tendrían su propia entropía y podrían seguir creando universos”

Se da por sentado, — y Carroll hace especial hincapié en este punto – que cualquier investigación sobre estos temas es generalmente considerada como especulación en este momento. “Nada de esto es materia firmemente establecida”, dijo. “Incluso apostaría mi dinero a que esto es equivocado. Pero con suerte esperamos ser capaces de volver en diez años y contaros que le hemos dado forma a todo”.

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Autor: Nancy Atkinson
Fecha Original: 13 de junio de 2008
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Vía: Ciencia Kanija