Qué había antes del Big Bang

Todos conocemos la teoría del origen del universo, a través de esa explosión colosal, pero, ¿qué había antes del Big Bang? Esta cuestión es una de las que más desconcierta a la ciencia. Hoy repasamos diversos argumentos al respecto, gracias a NBC News.

Vicente Alcaíde

Impresión de un artista sobre el origen del universo. Muchos se preguntan qué había antes del Big Bang.
Impresión de un artista sobre el origen del universo. Muchos se preguntan qué había antes del Big Bang.

Todos hemos escuchado que el universo comenzó con el Big Bang, esa explosión colosal, que lo expandió y extendió, hasta llegar a tener el tamaño actual, y que podría seguir haciéndolo.

Pero, ¿y si el Big Bang no fuera el comienzo? ¿Podría haber existido una versión anterior del universo, con sus propias estrellas y galaxias? Un universo poblado, tal vez, por sus propias criaturas, preguntándose ellos mismos qué vino antes de su universo.

¿O podría haber un número infinito de universos, ramificándose sin cesar para crear más y más universos? Si es así, ¿tiene sentido preguntarse cómo surgió todo ese conjunto de universos?

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 sucedió antes ha sido una de las más desconcertantes de toda la ciencia

Al tratar de responder a tales preguntas, los científicos chocan contra 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 sucedió antes ha sido una de las más desconcertantes de toda la ciencia.

“He estado en seminarios en los que debatido sobre ello durante horas y horas”, indica Renée Hložek, física y cosmóloga de la Universidad de Toronto.

Teoría de la expansiónd el universo.
Teoría de la expansiónd el universo. Foto: IStock.

Big Bang o Big Bounce

Los físicos tienen más confianza cuando hablan de cosas que pueden ver, y la materia más antigua visible con nuestros telescopios es el Fondo Cósmico de Microondas (CMB). Una especie de "eco" del Big Bang, el CMB es un resplandor de todo el cielo que se puede medir y cartografiar 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.

Roger Penrose, de la Universidad de Oxford, ha propuesto la idea de una secuencia de universos que evoluciona con el tiempo

Pero si existen límites para lo que los astrónomos pueden ver, no hay límites para 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 evoluciona con el tiempo. Nuestro Big Bang, argumenta, puede haber sido solo un "rebote", una transición de un universo anterior en colapso al que se expande en el que nos encontramos hoy.

Penrose causó sensación cuando llevó su teoría aún más lejos, argumentando que podría existir evidencia de estos universos anteriores, en forma de una huella reveladora en el CMB, que podría revelarse a través de un análisis cuidadoso de los datos del radiotelescopio.

Penrose argumentó que podría existir evidencia de universos anteriores.
Penrose argumentó que podría existir evidencia de universos anteriores.

Otros físicos reaccionaron con escepticismo (como lo hicieron en 2010, cuando Penrose hizo una afirmación similar). "Obviamente, si alguien pudiera mostrar que algún patrón específico en el cielo de microondas es una prueba de que el universo experimentó una serie de ciclos, entonces sería espectacularmente emocionante", dijo a Physics World el físico Douglas Scott, de la Universidad de Columbia Británica. "Pero el artículo (de Penrose) se queda corto en hacer eso".

Penrose no es el primero en argumentar que el Big Bang no fue el principio definitivo del tiempo, 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 Perimeter Institute en Waterloo, Ontario, presentaron un "modelo cíclico" del cosmos.  Éste se deriva de algo llamado teoría M, una versión de la teoría de cuerdas, que sostiene que la materia está formada por diminutas cuerdas vibrantes en lugar de diminutas partículas. En el modelo cíclico, nuestro universo es solo uno de los muchos universos que existen uno al lado del otro en un reino de dimensiones superiores conocido como el "volumen".

En el modelo que describen Steinhardt y Turok, los universos chocan periódicamente entre sí, y cada colisión actúa como un nuevo Big Bang

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 del Big Bang presenta un solo momento de creación, su modelo, como el de Penrose, sugiere que vivimos en “un universo que se hace y se rehace para siempre”, como dice Steinhardt.

Si Steinhardt y Turok tienen razón, el cosmos se extiende en el tiempo mucho más allá de lo que consideramos nuestro universo actual. Otros teóricos han indicado 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.

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, desde más pequeño que un protón hasta quizás el tamaño de un pomelo.

Si esta teoría de la "inflación eterna" es correcta, el cosmos está brotando continuamente nuevos universos, como burbujas en una olla de agua hirviendo

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 dio lugar a una multitud de universos. Si esta teoría de la "inflación eterna" es correcta, el cosmos está brotando continuamente nuevos universos, como burbujas en una olla de agua hirviendo.

Ilustración realizada sobrre el momento del Big Bang.
Ilustración realizada sobrre el momento del Big Bang. Foto: IStock.

Una teoría igualmente alucinante fue propuesta en 2013 por el físico inglés Julian Barbour, Tim Koslowski de la Universidad de New Brunswick y Flavio Mercati del Perimeter Institute. Los tres científicos realizaron simulaciones por computadora de colecciones simples de partículas, observando cómo se movían en respuesta a la gravedad durante largos períodos de tiempo (imagínese un universo que contiene mil canicas y nada más, con cada canica atraída por todas las demás canicas). Su modelo de computadora describió correctamente algo así 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.

"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 una 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

Otra posibilidad, quizás una 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, quien murió en 2018, hizo ese argumento en su bestseller de 1988, “Una breve historia del tiempo”, (y lo hizo nuevamente en una entrevista en vídeo con Neil deGrasse Tyson poco antes de su muerte). Hawking compara la idea de que algo podría haber existido "antes del Big Bang" con la idea de "sur del Polo Sur". No hay nada al sur desde ese punto: la superficie del globo simplemente termina. Por difícil que sea de imaginar, quizás simplemente no hubo tiempo antes del Big Bang.

Stephen Hawking defendió la teoría de que no hay un antes absoluto.
Stephen Hawking defendió la teoría de que no hay un antes absoluto.

Como era de esperar, los físicos continúan discutiendo sobre cuáles de estas ideas merecen ser tomadas 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 que rebota, bueno, ¿ha estado rebotando desde siempre? Y si es así, ¿cómo empezó el rebote? " Pregunta Hložek. Estas propuestas, aunque audaces, "no son necesariamente más satisfactorias ... que Hawking diciendo que no se puede hacer la pregunta".

“A veces pienso que deberíamos ser honestos”, dice Hložek, “y simplemente decir: 'Es el trabajo de mi vida tratar de responder esa pregunta, pero no lo sé'”

Al final, el cosmos tiene en el Big Bang una historia de origen creíble, pero no un guión convincente para lo que vino antes del "tiempo cero". En cambio, tenemos una mezcla heterogénea de teorías en competencia, todas altamente especulativas.

“A veces pienso que deberíamos ser honestos”, dice Hložek, “y simplemente decir: 'Es el trabajo de mi vida tratar de responder esa pregunta, pero no lo sé'”.

Son muchas las curiosidades de la Teoría del Big Bang. Imagen conceptual del Big Bang.

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