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¿Qué pasó antes del Big Bang?
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Video: ¿Qué pasó antes del Big Bang?

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Anonim

¿Qué hizo que surgiera el universo? La causa principal debe ser especial, dicen los científicos. Pero si atribuimos el inicio de todo al Big Bang, surge la pregunta: ¿qué pasó antes de eso? El autor ofrece un fascinante razonamiento sobre el comienzo de los tiempos.

Preguntarle a la ciencia qué era antes del tiempo es como preguntar "¿Quién eras antes de nacer?"

“La ciencia nos permite determinar qué sucedió en una billonésima de segundo después del Big Bang.

“Pero casi nunca sabremos qué causó el Big Bang.

“Es decepcionante, pero algunas cosas son completamente incognoscibles. Y esto es bueno.

Seamos honestos: es bastante extraño pensar que la historia del Universo comenzó con una especie de cumpleaños hace 13.800 millones de años. Esto está en consonancia con muchos principios religiosos, según los cuales el cosmos se creó mediante la intervención desde arriba, aunque la ciencia no dice nada al respecto.

¿Qué pasó antes del comienzo de los tiempos?

Si todo lo que sucedió tiene una relación causal, entonces, ¿qué causó el surgimiento del universo? Para responder a una pregunta muy difícil sobre la Primera Causa, los mitos religiosos sobre la creación del mundo utilizan lo que los antropólogos culturales a veces llaman "ser positivo" o un fenómeno sobrenatural. Dado que el tiempo tuvo un comienzo en algún momento del pasado distante, la Primera Causa debe ser especial. Debe ser una razón sin causa, un fenómeno que acaba de ocurrir y nada lo precedió.

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Pero si atribuimos el inicio de todo al Big Bang, surge la pregunta: ¿qué pasó antes de eso? Cuando se trata de dioses inmortales, este es un asunto completamente diferente, ya que para ellos la atemporalidad no es una cuestión. Los dioses existen fuera del tiempo y nosotros no. Para nosotros, no existe tal cosa como "antes del tiempo". Por lo tanto, si hacemos la pregunta de qué sucedió antes del Big Bang, será algo inútil, incluso si necesitamos encontrar el significado. Stephen Hawking una vez lo comparó con la pregunta "¿Qué hay al norte del Polo Norte?" Y me gusta la frase "¿Quién eras antes de nacer?"

Aurelius Augustine planteó la hipótesis de que el tiempo y el espacio aparecieron junto con la creación del mundo. Para él, fue, por supuesto, la divina providencia. ¿Y por la ciencia?

En ciencia, para comprender cómo se originó, desarrolló y maduró el Universo, retrocedemos en el tiempo, tratando de reconstruir lo que estaba sucediendo. Como los paleontólogos, identificamos los "fósiles", es decir, los restos de materia de días pasados, y luego, con su ayuda, aprendemos sobre varios fenómenos físicos que existían en ese momento.

Suponemos con confianza que el Universo se ha estado expandiendo durante miles de millones de años y que este proceso continúa ahora. En este caso, "expansión" significa que las distancias entre galaxias están aumentando; las galaxias se alejan unas de otras a una velocidad que depende de lo que haya dentro del universo en diferentes épocas, es decir, qué materia llenó el espacio.

El Big Bang no fue una explosión

Cuando hablamos del Big Bang y la expansión, imaginamos la explosión que inició todo. Por eso lo llamamos así. Pero esto es un error. Las galaxias se están alejando unas de otras, porque están literalmente separadas por el estiramiento del espacio mismo. Como tela elástica, el espacio se estira y arrastra galaxias consigo, como la corriente de un río arrastra troncos. Así que las galaxias no se pueden llamar escombros que salen de una explosión. No hubo explosión central. El universo se expande en todas direcciones y es completamente democrático. Cada punto es igualmente importante. Alguien en una galaxia distante ve la eliminación de otras galaxias de la misma manera que nosotros.

(Nota: las galaxias cercanas tienen desviaciones de este flujo cósmico llamado "movimiento local". Esto es causado por la gravedad. Por ejemplo, la Nebulosa de Andrómeda se está acercando a nosotros).

Volver al pasado

Si hacemos girar la película cósmica al revés, veremos cómo la materia se aprieta cada vez más en el espacio que se encoge. La temperatura aumenta, la presión aumenta y comienza la descomposición. Las moléculas se descomponen en átomos, los átomos en núcleos y electrones, los núcleos atómicos en protones y neutrones, y luego los protones y neutrones en quarks. Esta descomposición secuencial de la materia en sus constituyentes más básicos y elementales ocurre cuando el reloj avanza en la dirección opuesta a la explosión.

Por ejemplo, los átomos de hidrógeno se desintegran unos 400.000 años antes del Big Bang, los núcleos atómicos en aproximadamente un minuto y los protones con neutrones en una centésima de segundo (cuando se ven al revés, por supuesto). Cómo sabemos esto? Encontramos los restos de radiación del momento en que se formaron los primeros átomos (radiación de fondo de microondas reliquia), y descubrimos cómo aparecieron los primeros núcleos de átomos de luz cuando el universo tenía solo unos minutos. Estos son precisamente los fósiles cósmicos que nos muestran el camino en sentido contrario.

Actualmente, podemos simular experimentalmente las condiciones que existían cuando el universo era una billonésima de segundo. Puede parecernos un valor insignificante, pero para una partícula ligera de un fotón, esto es mucho tiempo, lo que le permite volar una distancia que es un billón de veces el diámetro de un protón. Cuando hablamos del Universo temprano, debemos olvidarnos de los estándares e ideas humanos sobre el tiempo.

Por supuesto, queremos acercarnos lo más posible al momento en que el tiempo era igual a 0. Pero en algún momento chocamos con el muro de la ignorancia y solo podemos extrapolar nuestras teorías actuales con la esperanza de que nos den al menos algunos indicios de suceder al principio de los tiempos, a tales energías y temperaturas que no podemos crear en el laboratorio. Pero sabemos una cosa con certeza. Cuando el tiempo está cerca de cero, nuestra teoría actual de las propiedades del espacio y el tiempo, que es la teoría de la relatividad general de Einstein, no funciona.

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Este es el reino de la mecánica cuántica, en el que las distancias son tan pequeñas que tenemos que imaginar el espacio no como una hoja continua, sino como una estructura granular. Desafortunadamente, no tenemos una teoría cualitativa que describa tal granularidad del espacio, ya que no existen leyes físicas de la gravedad en una escala cuántica (conocida como gravedad cuántica). Los candidatos, por supuesto, son, por ejemplo, la teoría de supercuerdas y la gravedad cuántica de bucles. Pero actualmente no hay evidencia de que describan correctamente los fenómenos físicos.

La cosmología cuántica no responde a la pregunta

Sin embargo, la curiosidad de una persona requiere que los límites se acerquen al valor cero del tiempo. ¿Que puedes decir? En la década de 1980, Alexander Vilenkin, Andrei Linde, James Hartl y Stephen Hawking propusieron tres modelos de cosmología cuántica, en los que el universo existe como un átomo y la ecuación es similar a la utilizada en la mecánica cuántica.

En esta ecuación, el universo es una onda de probabilidad, que, en esencia, conecta la región cuántica atemporal con la clásica, donde hay tiempo, es decir, con el universo en el que habitamos, y que ahora se expande. La transición de lo cuántico a lo clásico significa literalmente la aparición del espacio, lo que llamamos el Big Bang. Por tanto, el Big Bang es una fluctuación cuántica sin causa, tan aleatoria como la desintegración radiactiva: desde la ausencia del tiempo hasta su presencia.

Suponiendo que uno de estos modelos simples sea correcto, ¿sería una explicación científica de la Primera Causa? ¿Podemos deshacernos por completo de la necesidad de una causa utilizando las probabilidades de la física cuántica?

Lamentablemente no. Por supuesto, tal modelo sería una hazaña intelectual asombrosa. Sería un paso colosal hacia la comprensión del origen de todo. Pero esto no es suficiente. La ciencia no puede existir en el vacío. Necesita un aparato conceptual, conceptos como espacio, tiempo, materia, energía. Necesita cálculos, necesita leyes de conservación de cantidades como la energía y la cantidad de movimiento. No se puede construir un rascacielos con ideas, del mismo modo que no se puede crear un modelo sin conceptos y leyes. Pedirle a la ciencia que "explique" la Primera Causa es como pedirle a la ciencia que explique su propia estructura. Esta es una solicitud para brindar un modelo científico que no use precedentes, no existen conceptos anteriores sobre los que operar. La ciencia no puede hacer esto, así como una persona no puede pensar sin cerebro.

El enigma de la causa raíz sigue sin resolverse. Como respuesta, puede elegir religión y fe, y también puede asumir que la ciencia lo resolverá todo con el tiempo. También podemos, como el escéptico griego Pyrrho, reconocer humildemente que nuestro conocimiento tiene límites. Podemos regocijarnos por lo que hemos logrado y seguir comprendiendo, al tiempo que nos damos cuenta de que no es necesario saberlo todo y entenderlo todo. Basta que sigamos interesados inquisitivamente.

La curiosidad sin acertijo es ciega y un acertijo sin curiosidad es defectuoso.

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