¿Qué sucedió antes del Big Bang?

El Big Bang se considera comúnmente como el comienzo de todo: hace unos 13.800 millones de años, el universo observable desapareció auge y se expandió a la existencia.

Pero, ¿cómo eran las cosas antes del Big Bang??

Respuesta corta: no lo sabemos. Respuesta larga: podrían haber sido muchas cosas, cada una alucinante a su manera. [¿Qué tan masiva es la Vía Láctea?]

Al principio

Lo primero que hay que entender es qué fue realmente 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 significado y el universo mismo". (Dutton, 2016).

Por lo tanto, es posible que el universo en el Big Bang fuera diminuto o infinitamente grande, dijo Carroll, porque no hay forma de mirar atrás en el tiempo a las cosas que ni siquiera podemos ver hoy. 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. Entonces, en el Big Bang, todo era más denso y más caliente de lo que es ahora, pero no había más "afuera" de lo que hay hoy. Por muy tentador que sea adoptar una visión divina e imaginar que puedes pararte en el vacío y mirar el universo de bebés arrugado justo antes del Big Bang, eso sería imposible, dijo Carroll. El universo no se expandió al espacio; el espacio en sí se expandió.

"No importa en qué parte del universo te encuentres, si te remontas 14 mil millones de años, llegas a este punto en el que era extremadamente caliente, denso y en rápida expansión", dijo..

Nadie sabe exactamente qué estaba sucediendo en el universo hasta 1 segundo después del Big Bang, cuando el universo se enfrió lo suficiente como para que los protones y los neutrones chocaran y se unieran. Muchos científicos creen 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 distribuida de manera tan uniforme en el universo actual..

Antes de la explosión

Es posible que antes del Big Bang, el universo fuera un tramo infinito de un material ultracaliente y denso, que persistiera en un estado estable hasta que, por alguna razón, ocurrió el Big Bang. Este universo extradenso puede haber estado 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 asumió el papel de principal impulsor de la evolución del universo. [¿Qué es la mecánica cuántica?]

Para Stephen Hawking, este momento era todo lo 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 inicio o final, de la misma manera que el planeta Tierra es finito pero no tiene bordes..

"Dado que los eventos antes del Big Bang no tienen consecuencias de observación, uno puede 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 hubo algo más antes del Big Bang que vale la pena considerar. Una idea es que el Big Bang no es el comienzo de los tiempos, sino que fue un momento de simetría. En esta idea, antes del Big Bang, había otro universo, idéntico a este pero con entropía creciente 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, por lo que en este universo espejo, el tiempo sería opuesto al tiempo en el universo moderno y nuestro universo estaría en el pasado. Los defensores de esta teoría también sugieren que otras propiedades del universo cambiarían en este universo espejo. Por ejemplo, el físico David Sloan escribió en el Blog de Ciencias de la Universidad de Oxford, las asimetrías en moléculas e iones (llamadas quiralidades) estarían en orientaciones opuestas a lo que están 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 en el que el universo pasó 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 nuevamente. El problema con estas ideas, dijo Carroll, es que no hay explicación de por qué o cómo un universo en expansión se contraería y volvería a un estado de baja entropía..

Carroll y su colega Jennifer Chen tienen su propia visión previa al Big Bang. En 2004, los físicos sugirieron que tal vez el universo tal como lo conocemos es la descendencia de un universo padre del que se ha arrancado un poco de espacio-tiempo..

Es como un núcleo radiactivo en descomposición, 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 bebés, tal vez infinitamente. "Es solo una fluctuación cuántica que permite que suceda", dijo Carroll. Estos universos bebés son "universos literalmente paralelos", dijo Carroll, y no interactúan ni se influyen entre sí..

Si todo eso suena bastante extraño, lo es, porque los científicos aún no tienen una manera de mirar hacia atrás ni siquiera en el instante del Big Bang, y mucho menos en lo que vino antes. 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 usarse para resolver misterios fundamentales sobre la expansión de los universos en ese primer segundo crucial..

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

"Ni siquiera sabemos lo que estamos buscando", dijo Carroll, "hasta que tengamos una teoría".

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