jueves, 17 de noviembre de 2016

Alternativas al Big Bang

La teoría del Big Bang tiene un problema, que se puede explicar con el siguiente conjunto de cuestiones:
  • Lo más alejado de nosotros que podemos ver es la radiación cósmica de fondo de microondas, que se originó unos 380.000 años después del Big Bang. Lo que ocurrió antes, no es posible verlo directamente, porque está oculto detrás de esa radiación.
  • Es verdad que no podemos verlo, pero sí podemos deducir lo que pasó en esos primeros 380.000 años, aplicando la teoría física estándar, que es la relatividad general. Además, es posible realizar comprobaciones experimentales de esas deducciones, porque proporcionan  predicciones, como la composición media del cosmos, que coincide muy bien con los datos experimentales.
  • El problema es que la relatividad general no nos sirve para llegar al tiempo cero, al Big Bang propiamente dicho. Esta teoría sólo se puede aplicar a partir de unos 5×10-44 segundos después del Big Bang (el tiempo de Planck), porque antes de ese tiempo los efectos cuánticos eran predominantes, y no disponemos de una teoría física que unifique la mecánica cuántica con la relatividad general.
¿Qué pasó entre t=0 (si existió) y t=5×10-44 segundos? Esa es la cuestión. Es verdad que este lapso de tiempo es muy pequeño, pero sería el más importante del universo, porque de lo que pasó ahí depende todo lo que pasó después.
A este problema se le han dado diversas soluciones, entre las que podemos citar las tres siguientes:
Martin Bojowald
  1. No tenemos ni idea. Hasta que no dispongamos de una nueva teoría física que unifique la relatividad general y la mecánica cuántica, no podemos decir nada sobre lo que pudo suceder en ese lapso de tiempo.
  2. Diversas teorías de la gravedad cuántica intentan crear esa teoría física nueva que nos falta, aunque ninguna de ellas ha conseguido hasta ahora hacer predicciones que permitan comprobarla. La primera, hoy abandonada, formulada por Stephen Hawking y James Hartle, propuso que el tiempo era imaginario antes del tiempo de Planck, por lo que no habría transcurrido (un tiempo imaginario sería equivalente al espacio), y el tiempo cero no existiría. Para todos los efectos prácticos, el tiempo real habría empezado precisamente para t=5×10-44 segundos. Otras teorías de este estilo (como la teoría de cuerdas) suelen mantener esta idea.
  3. La gravedad cuántica de bucles, desarrollada por Martin Bojowald, propone que el tiempo es una variable cuantificada, o sea, que avanza a saltos, con un intervalo igual al tiempo de Planck, por lo que podría representarse de forma muy sencilla mediante una sucesión de números enteros, donde el 1 correspondería al tiempo de Planck, el 2 al doble de este tiempo, y así sucesivamente. De acuerdo con esta teoría, el tiempo cero existió, pero no podemos saber nada sobre él, está indeterminado. Además, existirían también tiempos negativos (-1 correspondería a un intervalo igual al tiempo de Planck anterior al tiempo cero), por lo que el universo, de acuerdo con este modelo, tendría duración infinita.
Resumiendo: no sabemos si hubo o no un Big Bang inicial (un tiempo cero). Según algunos, lo hubo, y la densidad del universo habría sido infinita (una singularidad). Según otros no lo hubo, porque el tiempo real no empezó hasta t=5×10-44 segundos después. Para otros, sí existió, aunque no podemos saber nada sobre él, y además hubo un tiempo anterior a ese tiempo cero, sobre el que sí podríamos saber algo.
Puesto que ninguna de estas teoría ha podido ofrecer predicciones comprobables, creo que la opción actual más razonable para un científico es la primera. Por eso, las palabras de John Mather citadas en el artículo anterior (no existe un momento cero) son, como poco, discutibles y arriesgadas.
Observarán que en estos dos artículos no he dicho nada sobre el modelo inflacionario del cosmos. Esto se debe a que no tiene que ver con lo que pasó antes del tiempo de Planck, sino con algo que se supone ocurrió después, por lo que no este el lugar adecuado para considerarlo.


Manuel Alfonseca

6 comentarios:

  1. ¿Y qué significa 'densidad infinita'? Si el universo es materia, ¿cómo puede ser infinito? No hay efecto sin causa, de lo que se deduce que sí tuvo que haber un comienzo.

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    1. La relatividad general implica que puede haber densidades infinitas (una masa finita en un volumen cero) en el interior de un agujero negro y en el Big Bang. Algunos creen que eso no es posible en la práctica, por lo que habría que revisar la relatividad general. Si el universo tuviera duración infinita, no habría habido un comienzo. Sobre esto, véase el artículo anterior en este mismo blog.

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  2. Muchos los sabios y filósofos de la antigüedad, decían que la infinitud era un atributo de Dios (y yo me agrupo con ellos.
    Creo que el Universo es enorme, pero finito, al igual que todo lo que está hecho de "energía" y de cuantos "espacio-temporales de Planck". La hipótesis de Bojowald se me parece mucho a la filosofía pitagórica (continuada luego por Platón) basada en los números como entidades enteras e indivisibles que van conformando geométricamente todas las estructuras materiales del mundo, pero ya la ciencia matemática ha demostrado que no solo existen los "números reales", sino que la realidad es también "imaginaria" y por eso se han desarrollado los "números complejos" (Reales + Imaginarios). Yo como pitagórico-platónico, creo que lo Imaginario es más amplio y verdadero que lo que llamamos "real" (las sombras de las Ideas, en la Metáfora de la Caverna).

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  3. Buenas tardes D. Manuel.

    Me llamo Andrés, le escribo como responsable de formación de la Archicofradía de la Esperanza de Málaga. ¿Podría facilitarme una dirección de correo electrónico para hacerle una propuesta?

    Muchas gracias.

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  4. Mi querido Manuel, creo que en LinKedIn, estudiamos algo sobre èste tema e hicimos Debates-comentarios al respecto?...Sin Embargo ahora despuès de algùn tiempo +, creo haber encontrado mucho material espìritual y no debemos suponer lo del asunto Big--Bang---ya que el cientìfico Ruso Andrei Linde, profesor en la Universidad de Stanford, ha dedicado sus años de vida en una idea fija.:que en un instante previo al Big- Bang-el Universo sufriò una expansiòn enorme y cada vez màs ràpida, a una velocidad mayor a la Luz...Tanto ÈL como su colega Alan Guth, quien habìa propùesto en 1-981 esa misma nociòn, nunca pensaron que verìan el dìa en el que se podrìa probar su tesìs, que es conocida en el Mundo como la teorìa de la "Inflaciòn còsmica"...En un àrticulo escrito en una revista (No recuerdo cuàl fuè...)en marzo 24, 2014---está todo el reporte de èste maravilloso Tema---Creo, que decìa entre tanto y tanto que el hallazgo hizo posible que existieran copias de nuestro pasado en otras galaxias, viviendo otras versiones de nuestras vidas...( tengo una copia de dicho àrticulo),Poder decir que la humanidad, que apenas lleva segundos en ese Universo haya sido capàz de comprender la historia de aquel calendario còsmico muestra el poder del conocimiento y el mètodo cientìfico"concluye---En mis estudios de FE comprobada tambièn encuentro en su ùltimo libro ¿EXISTE LA JUSTICIA DE DIOS?--Conferencia pùblica que se proyectó el dìa 22 de Octubre de 2016 Hora 2.30 P.M-- EN LA CIUDAD DE BOGOTÀ,D.C. Colombia. Ahì encuentro que la EXISTENCIA DE DIOS ES LEGÌTIMAs...Y, que los seres en condiciòn humana,somos Creaciòn de Dios,pero existe un interesante estudio de una Explosiòn casì Idèntica al que nuestros amigos Rusos han descubierto...Muchas gracias por vuestra amable comprensiòn-Atte, gerson trc 534

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    1. Gerson, hay un error en lo que dice: la inflación (como señalo en el último párrafo del artículo) no sucedió (si es que sucedió) antes del Big Bang, sino posteriormente.

      En cuanto a la otra propuesta que menciona (la de la repetición infinita de las historias) escribí sobre eso un artículo con Francisco José Soler Gil, que quizá le interese. Lo puede encontrar aquí:
      https://repositorio.uam.es/bitstream/handle/10486/664735/about_soler_theoria_2014.pdf?sequence=1

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