¿Y si el universo siempre ha existido? Una nueva teoría cuestiona si el Big Bang fue lo que comenzó nuestro universo.

El universo quizá no tuvo un comienzo, revela nueva teoría.

¿Se acuerdan de la teoría del Big Bang? ¿La que afirma que el universo comenzó con un gran estallido? ¿Que tal si no fue así y quizás nuestro universo siempre ha existido? Eso es lo que se afirma detrás de una nueva teoría de la gravedad cuántica.

La realidad tiene tantas cosas que la mayoría de la gente las asociaría con la ciencia ficción o incluso la fantasía, dijo Bruno Bento, un físico que estudia la naturaleza del tiempo en Reino Unido.

El universo quizá no tuvo un comienzo, revela nueva teoría.
Foto: Pixabay.

En su trabajo, empleó una nueva teoría de la gravedad cuántica, llamada teoría de conjuntos causales. En esta teoría el espacio y el tiempo se descomponen en trozos de espacio-tiempo. Según esta teoría a cierto nivel, existe una unidad fundamental de espacio-tiempo.

Bento y sus colaboradores utilizaron este enfoque para explorar el comienzo del universo. Descubrieron que es posible que el universo no haya tenido un comienzo, que siempre ha existido en el pasado infinito y solo después evolucionó en lo que llamamos el Big Bang.

Fisica cuántica y relatividad general.

El universo quizá no tuvo un comienzo, revela nueva teoría.
Foto: Pixabay.

La gravedad cuántica es quizás el problema más frustrante al que se enfrenta la física moderna.

Tenemos dos teorías del universo extraordinariamente efectivas: la física cuántica y la relatividad general.

La física cuántica ha investigado muy bien tres de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Estas son el electromagnetismo, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte hasta escalas microscópicas.

La relatividad general, por otro lado, es la teoría más poderosa y completa de la gravedad que existe.

El universo quizá no tuvo un comienzo, revela nueva teoría.
Foto: Pixabay.

Pero a pesar de todas sus fortalezas, la relatividad general es incompleta. En al menos dos lugares específicos del universo.

Las ecuaciones de la relatividad general simplemente no funcionan y no producen resultados confiables tanto en los centros de los agujeros negros y en el comienzo del universo.

Estas regiones se llaman singularidades. Son puntos en el espacio-tiempo donde nuestras leyes actuales de la física se desmoronan. Son señales matemáticas de advertencia de que la teoría de la relatividad general se está tropezando.

El universo quizá no tuvo un comienzo, revela nueva teoría.
Foto: Pixabay.

Dentro de estas dos singularidades, la gravedad se vuelve increíblemente fuerte a escalas de longitud muy pequeñas.

Por ello, para resolver los misterios de las singularidades, los físicos necesitan una descripción microscópica de la gravedad fuerte, también llamada teoría cuántica de la gravedad. Hay muchos contendientes, incluida la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles.

Pero hay otro enfoque que reescribe completamente nuestra comprensión del espacio y el tiempo.

Teoría de conjuntos causales.

El universo quizá no tuvo un comienzo, revela nueva teoría.
Foto: Live Science.

En todas las teorías actuales de la física, el espacio y el tiempo son continuos. Es como si fuera una tela suave que subyace en toda la realidad. En un espacio-tiempo tan continuo, dos puntos pueden estar tan cerca uno del otro en el espacio como sea posible, y dos eventos pueden ocurrir lo más cerca posible el uno del otro.

Pero otro enfoque, llamado teoría de conjuntos causales, reinventa el espacio-tiempo como una serie de fragmentos o átomos de espacio-tiempo. Esta teoría impondría límites estrictos a la proximidad de los eventos en el espacio y el tiempo, ya que no pueden estar más cerca que el tamaño del átomo.

El universo quizá no tuvo un comienzo, revela nueva teoría.
Imagen: Live Science.

Por ejemplo, si estás mirando tu pantalla leyendo todo parece fluido y continuo. Pero si miras la misma pantalla a través de una lupa, es posible que veas los píxeles que dividen el espacio. Te darás cuenta que es imposible acercar dos imágenes en tu pantalla en un solo píxel.

El inicio del tiempo.

La teoría de conjuntos causales tiene importantes implicaciones para la naturaleza del tiempo.

que la materia era un punto infinitamente pequeño y de altísima densidad que, en un momento dado, se expandió en todas las direcciones, creando lo que conocemos como nuestro Universo. Esto incluye al espacio y el tiempo.

El universo quizá no tuvo un comienzo, revela nueva teoría.
Imagen: BBC.

La  teoría del Big Bang explica que el universo antes del Big Bang era infinitamente pequeño pero la cantidad de materia era la misma, de manera que la densidad era igualmente infinita.

Esto significa que las ecuaciones fallan porque matemáticamente no es posible tratar números infinitos. Y el proceso no se puede explicar. Así que la teoría de la relatividad general carece de validez. Por lo que entonces para explicar la situación del universo en ese momento habría que recurrir a una nueva teoría.

El enfoque del conjunto causal elimina claramente el problema de la singularidad del Big Bang porque, en la teoría, las singularidades no pueden existir. Es imposible que la materia se comprima en puntos infinitamente diminutos. No pueden ser más pequeños que el tamaño de un átomo del espacio-tiempo.

Imagen: Space.com

Entonces, sin una singularidad del Big Bang, ¿cómo sería el comienzo de nuestro universo? Ahí es donde Bento y su colaborador, Stav Zalel, retomaron el hilo y exploraron lo que la teoría de conjuntos causales tiene que decir sobre los momentos iniciales del universo.

Según Bento en la formulación y la dinámica del conjunto causal original, clásicamente hablando, un conjunto causal crece de la nada al universo que vemos hoy.

En cambio, en su nueva investigación, no habría Big Bang como comienzo, ya que el conjunto causal sería infinito hacia el pasado, por lo que siempre hay algo antes.

Imagen: Live Science.

Su trabajo implica que el universo puede no haber tenido un comienzo, que simplemente siempre ha existido. Lo que conocemos como el Big Bang pudo haber sido solo un momento particular en la evolución de este conjunto causal siempre existente, no un verdadero comienzo.

Sin embargo, todavía queda mucho trabajo por hacer. Aún no está claro si este enfoque causal sin principio podrá permitir teorías físicas con las que podamos trabajar para explicar la compleja evolución del universo durante el Big Bang.

Pero bueno, eso ya es al menos … un comienzo.

Con información de Live Science.

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