Al tratar de comprender cuál es la naturaleza del Universo, cómo se originó y qué le espera en el futuro, los científicos a veces construyen hipótesis y modelos inusuales, como, por ejemplo, la teoría del Big Bounce.
¿El universo empezó con una explosión, un rebote o algo más? La cuestión de nuestros orígenes es uno de los problemas más espinosos de la física, con pocas respuestas y mucha especulación. La teoría más popular y generalmente aceptada hoy en día es la inflación cósmica, según la cual, en las primeras fracciones de segundo después del Big Bang, todo el espacio-tiempo pasó por un período de expansión increíblemente rápida. Sin embargo, hay otras ideas en competencia. Por ejemplo, según el modelo cíclico del Universo, nuestro espacio-tiempo fue precedido por otro, que sobrevivió al período de la Gran Compresión y luego volvió a explotar; lo podemos observar hoy. Además, existe la teoría del Big Bounce que se deriva del patrón cíclico.
El modelo inflacionario tiene muchos seguidores, ya que la rápida expansión que postula explica muchas de las propiedades del universo, como por ejemplo por qué parece relativamente plano (en lugar de curvado cuando se habla de grandes escalas) y uniforme en todas las direcciones (en todas partes en el espacio, en todas direcciones de la materia son aproximadamente las mismas). Ambas condiciones se desarrollan cuando áreas del espacio que están alejadas entre sí se ubicaron inicialmente muy cerca. Sin embargo, las últimas versiones de la teoría parecen sugerir, o incluso requerir, que la inflación ha creado no solo nuestro universo, sino un paisaje interminable de universos, en el que se formaron todos los tipos posibles de universos con todos los conjuntos de leyes y propiedades físicas. A algunos científicos les gusta esta suposición,ya que puede explicar la existencia de nuestro Universo con condiciones aparentemente aleatorias, pero idealmente sintonizadas para la existencia de vida. Si en un paisaje así hay todos los tipos de espacio imaginables e inimaginables, entonces no es de extrañar que el nuestro esté entre ellos. Al mismo tiempo, otros físicos consideran repulsiva la idea de un multiverso, en parte porque si una teoría predice la ocurrencia de todos los eventos posibles, no predecirá de manera única nuestro universo.si una teoría predice la ocurrencia de todos los eventos posibles, no predecirá de manera única nuestro universo.si una teoría predice la ocurrencia de todos los eventos posibles, no predecirá de manera única nuestro universo.
Las teorías del Big Rebound también predicen un espacio plano y uniformemente lleno debido a los efectos suavizantes que pueden ocurrir cuando se contrae. Sin embargo, el escollo de la idea del rebote se ha considerado durante mucho tiempo la transición de la contracción a la expansión, que requiere la odiada idea de "singularidad", el momento en que el universo era un punto de densidad infinita, que muchos consideran una suposición matemáticamente sin sentido que indica que el tren de la teoría se desvió. rieles. Más recientemente, los físicos han comenzado a afirmar que han encontrado ecuaciones de rebote que no contienen singularidades. En 2016, Neil Turok y Steffen Giehlen publicaron sus cálculos en Physical Review Letters. Entonces Turok comentó sobre este trabajo de la siguiente manera:
norte
“Descubrimos que podíamos describir con precisión la evolución cuántica del universo, y descubrimos que el universo pasa sin problemas a través de la singularidad al otro lado. Lo esperábamos, pero antes no obtuvimos tales resultados”.
Animación Big Bounce / Revista Quanta.
Entonces, muchos consideran que 2016 fue el nacimiento del Big Rebound, aunque el concepto en sí se remonta a los trabajos de científicos como, en particular, Willem de Sitter y Georgy Gamow. El avance en el desarrollo de la teoría se debió a dos técnicas utilizadas por Turok y Ghilen. El primero fue utilizar la teoría todavía incompleta de la cosmología cuántica, una mezcla de mecánica cuántica y relatividad general, en lugar de describir el universo con la teoría general clásica. La segunda técnica asumió que cuando el espacio era muy joven, la materia se comportaba como la luz, en el sentido de que las leyes de la física que lo describían eran independientes de la escala. Por ejemplo, la luz actúa de la misma manera independientemente de su longitud de onda. Sin embargo, la física de la materia suele diferir según las escalas en cuestión. Según los modelos modernos,Durante aproximadamente los primeros 50 mil años, el Universo estuvo lleno de radiación y no había mucha materia ordinaria que se observe en todas partes en el espacio hoy. Los modelos recientes del Universo Big Rebound indican que no tenía escamas en sus primeras etapas.
norte
Turok y Ghilen descubrieron que un universo que se encoge en tales condiciones nunca entraría en un estado de singularidad real. De hecho, "hace un túnel" a través de este punto, "saltando" del estado anterior al estado posterior. Si bien esto puede parecer un truco al principio, es un fenómeno probado en mecánica cuántica (túnel cuántico). Dado que las partículas no existen en estados absolutos, sino que son nubes de probabilidad, existe una posibilidad pequeña pero real de que "tuneen" obstáculos físicos para llegar a lugares inaccesibles. Es como atravesar paredes, solo que a nivel microscópico. Turk señala que las inexactitudes en el espacio, el tiempo y la materia indican que es imposible decir exactamente dónde está el universo en un momento particular,que le permite atravesar la singularidad.
Video promocional:
Sin embargo, en 2016, Paul Steinhardt y Anna Ijas trabajaron en otra forma de demostrar matemáticamente la posibilidad de rebote. Introdujeron un tipo especial de campo en el modelo del Universo, en el que la compresión puede expandirse antes de que el espacio se vuelva lo suficientemente pequeño como para entrar en un estado de singularidad. En su investigación, utilizaron la teoría clásica de la relatividad general. En otras palabras, con este trabajo demostraron que un rebote es posible no solo desde el punto de vista de la mecánica cuántica, sino también desde el punto de vista de la teoría de la relatividad.
Como otras hipótesis sobre el origen y evolución del Universo, la teoría del Big Bounce intenta revelar por qué el Universo es exactamente como lo observamos. Los modelos construidos por los físicos representan solo universos idealizados, absolutamente lisos, en los que no hay pequeñas fluctuaciones de densidad que conduzcan a la formación de estrellas, galaxias y espacio real. Entonces, los científicos aún tienen que evolucionar los modelos de Big Bounce a sistemas más complejos.
Si el Universo ya ha "rebotado" una vez, entonces surge una pregunta lógica: ¿volverá a suceder? Sea como fuere, no todas las teorías del rebote asumen que el ciclo de contracciones y expansiones será infinito, como afirma el modelo cíclico del universo. Por ejemplo, incluso si nuestro Universo ha pasado por tal rebote, todavía no hay indicios de que vaya a la siguiente compresión. Además, las observaciones muestran que la energía oscura está estirando cada vez más el espacio, llevándose galaxias que no están unidas gravitacionalmente entre sí, cada vez más alejadas unas de otras. La ciencia no tiene una respuesta definitiva a la pregunta de qué nos espera en el futuro. Sin embargo, está directamente relacionado con cómo empezó todo.
Vladimir Guillén
