Todos hemos escuchado que el universo comenzó con el Big Bang, una explosión colosal que lo llevó a la existencia.
Pero, ¿y si el Big Bang no fuera el comienzo? ¿Podría haber habido una versión anterior del universo, con sus propias estrellas y galaxias? Un universo poblado, tal vez, por sus propias criaturas, que se preguntan qué sucedió antes de su universo.
¿O podría haber un número infinito de universos, ramificándose sin fin para crear más y más universos? Si es así, ¿tiene sentido siquiera preguntar cómo surgió toda esa serie de universos?
Al tratar de responder a tales preguntas, los científicos se topan con los límites de las leyes de la física. Las teorías existentes pueden explicar la evolución del universo desde sus primeros momentos, desde una fracción de segundo después del Big Bang, pero la cuestión de lo que vino antes ha estado entre las más irritantes de toda la ciencia.
» He asistido a seminarios en los que nos peleamos durante horas y horas», dice Renée Hložek, física y cosmóloga de la Universidad de Toronto.
¿Big Bang o Big Bounce?
Los físicos tienen más confianza al hablar de las cosas que pueden ver — y lo más antiguo visible con nuestros telescopios es el Fondo Cósmico de Microondas. Una especie de» eco » del Big Bang, el CMB es un resplandor de todo el cielo que se puede medir y mapear con radiotelescopios. Nació 380.000 años después del Big Bang. Antes de eso, no podemos ver cómo era el universo; simplemente estaba demasiado lleno de materia para que la luz fluyera libremente.
«Solo puedo sondear hasta donde puedo ver», dice Hložek. «Y ante el CMB, el universo es opaco.»
Pero si hay límites a lo que los astrónomos pueden ver, no hay límites a lo que los teóricos pueden imaginar. Uno de los más grandes físicos teóricos, Roger Penrose de la Universidad de Oxford, ha propuesto la idea de una secuencia de universos que evolucionan a lo largo del tiempo. Nuestro Big Bang, argumenta, puede haber sido solo un «rebote», una transición de un universo anterior en colapso al universo en expansión en el que nos encontramos hoy.
Penrose causó sensación el otoño pasado cuando llevó su argumento aún más lejos, argumentando que la evidencia de estos universos anteriores podría existir, en la forma de una huella reveladora en el CMB que podría revelarse a través de un análisis cuidadoso de los datos del radiotelescopio.
Otros físicos reaccionaron con escepticismo (como lo hicieron en 2010, cuando Penrose hizo una afirmación similar). «Obviamente, si alguien pudiera demostrar que algún patrón específico en el cielo de microondas era una prueba de que el universo sufrió una serie de ciclos, entonces eso sería espectacularmente emocionante», dijo el físico Douglas Scott de la Universidad de Columbia Británica a Physics World. «Pero el papel está muy lejos de hacer eso.»
Penrose no es el primero en argumentar que el Big Bang no fue el principio definitivo de los tiempos, o que hay más en el universo de lo que vemos a nuestro alrededor. En 2001, Paul Steinhardt de la Universidad de Princeton y Neil Turok del Instituto Perimetral en Waterloo, Ontario, presentaron un «modelo cíclico» del cosmos. El modelo se deriva de algo llamado teoría M, una versión de la teoría de cuerdas, que sostiene que la materia es de pequeñas cuerdas vibrantes en lugar de partículas diminutas. En el modelo cíclico, nuestro universo es solo uno de los muchos universos que existen uno junto al otro en un reino de dimensiones superiores conocido como el «bulto».»(No te preocupes si no puedes imaginar algo que tenga más de tres dimensiones, nadie más tampoco puede.)
En el modelo que describen Steinhardt y Turok, los universos chocan periódicamente entre sí, y cada colisión actúa como un nuevo Big Bang. Mientras que el modelo estándar de Big Bang presenta un solo momento de creación, su modelo, al igual que el de Penrose, sugiere que vivimos en «un universo que se hace y rehace para siempre», como dice Steinhardt.
Inflación, el multiverso y el tiempo atrás
Si Steinhardt y Turok tienen razón, el cosmos se extiende en el tiempo mucho más allá de lo que pensamos como nuestro universo actual. Otros teóricos han sugerido que se extiende de manera similar en el espacio, que vivimos en un «multiverso», una serie de universos en los que el nuestro es solo una pequeña parte de una realidad mucho más vasta (aunque Steinhardt es crítico con esta idea). En cualquier caso, es casi seguro que el Big Bang no fue el comienzo definitivo.
Un argumento similar proviene de una teoría conocida simplemente como «inflación», que se remonta a principios de la década de 1980. Su idea central, ahora ampliamente aceptada por los físicos, es que el universo creció dramáticamente en la primera pequeña fracción de segundo, de más pequeño que un protón a tal vez del tamaño de un pomelo.
Nadie sabe qué pudo haber causado la inflación. Pero algunos físicos, incluido Andrei Linde de la Universidad de Stanford, creen que lo que lo provocó podría haber sucedido no solo una vez, sino muchas veces, lo que llevó a una multitud de universos. Si esta teoría de la» inflación eterna » es correcta, el cosmos está continuamente brotando nuevos universos como burbujas en una olla de agua hirviendo.
Una teoría igualmente alucinante fue propuesta en 2013 por el físico inglés Julian Barbour, Tim Koslowski de la Universidad de Nuevo Brunswick y Flavio Mercati del Instituto Perimetral. Los tres científicos ejecutaron simulaciones por computadora de colecciones simples de partículas, observando cómo se movían en respuesta a la gravedad durante largos períodos de tiempo (imaginen un universo que contiene mil canicas y nada más, con cada canica atraída a cada otra canica). Su modelo de computadora describió correctamente algo como el universo en expansión que vemos a nuestro alrededor, pero también una especie de universo espejo en el que el tiempo fluye en la dirección opuesta. (Llaman a la línea divisoria el «punto de Jano», por el dios romano de dos caras.)
» Si la teoría es correcta, entonces hay otro universo al otro lado del Big Bang en el que la dirección de la experiencia del tiempo es opuesta a la nuestra», dijo Barbour a Quartz en 2016.
¿Tiene sentido la pregunta?
Otra posibilidad, quizás más mundana que las que ofrecen las diversas teorías del universo rebotante o del multiverso, es que el tiempo mismo comenzó en el momento del Big Bang. Si ese es el caso, no hay «antes» en absoluto.
Stephen Hawking, que murió en 2018, hizo tal argumento en su bestseller de 1988 A Brief History of Time (y lo hizo de nuevo en una entrevista en video con Neil deGrasse Tyson poco antes de la muerte de Hawking). Hawking compara la idea de que algo podría haber existido «antes del Big Bang» con la idea del «sur del Polo Sur».»No hay nada al sur desde ese punto, la superficie del globo simplemente termina. Por difícil que sea imaginarlo, tal vez simplemente no hubo tiempo antes del Big Bang.
Como era de esperar, los físicos continúan discutiendo sobre cuál de estas ideas merece ser tomada en serio. Explicar nuestro universo como el producto de un universo anterior suena atractivo, pero ¿qué causó la existencia de ese universo?
«Si tienes una cosmología rebotante, bueno, ¿ha estado rebotando para siempre? Y si es así, ¿cómo empezó el rebote?»Pregunta Hložek. Estas propuestas, aunque audaces, «no necesariamente son más satisfactorias than que Hawking diciendo que no se puede hacer la pregunta.»
Al final, el cosmos tiene en el Big Bang una historia de origen creíble, pero no un guion convincente para lo que vino antes de «time zero».»En cambio, tenemos una mezcla heterogénea de teorías en competencia, todas altamente especulativas.
«A veces creo que deberíamos ser honestos», dice Hložek, «y decir simplemente:» Es el trabajo de mi vida tratar de responder a esa pregunta, pero no lo sé.'»
¿QUIERES MÁS HISTORIAS SOBRE EL ESPACIO?
- El misterioso objeto interestelar ‘Oumuamua puede tener una explicación simple después de todo
- 60 días en la cama pagan $19,000, y la oportunidad de proteger a los astronautas
- Los extraterrestres podrían haber muerto hace mucho tiempo, dicen los científicos
SUSCRÍBASE AL BOLETÍN DE NOTICIAS MACH Y SIGA A NBC NEWS MACH EN TWITTER, FACEBOOK E INSTAGRAM.