¿Qué había antes del Big Bang?

Este artículo forma parte de la sección The Conversation Júnior, en la que especialistas de las principales universidades y centros de investigación contestan a las dudas de jóvenes curiosos de entre 12 y 16 años. Podéis enviar vuestras preguntas a [email protected]

Pregunta de Rodrigo, de 14 años. IES Alfaguara. Yunquera (Málaga).

Por mi trabajo, suelo dar charlas sobre astrofísica, especialmente a escolares. Una de las preguntas que siempre surgen al final de la conferencia es precisamente esta, qué ocurrió antes del Big Bang (las otras son “¿dónde se expande el universo?” y “¿qué pasa si te caes a un agujero negro?”).

Durante mucho tiempo, solía responder de la misma manera: “¿Qué sentido tiene preguntar por un período anterior al origen del tiempo? No existe un ‘antes’ del tiempo cero. ¡Eso sería como preguntar sobre tu existencia antes de que nacieras!”. Hasta que, en una ocasión, una niña comenzó a enumerar detalladamente todo lo que había sucedido entre su padre y su madre “antes” de que ella “existiera”. La detuve a tiempo.

La experiencia cotidiana nos muestra que cada acontecimiento es consecuencia de una causa previa. Nada surge espontáneamente porque sí. ¿Por qué nuestro universo debería ser diferente? Cuestionarse qué existía antes del Big Bang es una pregunta inevitable y muy lícita, hasta el punto de que la ciencia no ha dejado de explorar posibles respuestas. Pero no es una tarea fácil. Ni siquiera comprendemos plenamente el supuesto origen del universo.

De hecho, antes de abordar esta pregunta, deberíamos empezar definiendo qué entendemos por Big Bang.

La teoría del Big Bang habla de todo menos del Big Bang

El término Big Bang (Gran Explosión en inglés) fue enunciado por primera vez, y con cierta ironía, por el brillante físico Fred Hoyle para expresar su desacuerdo con “esas teorías que sugerían que toda la materia fue creada en una gran explosión en un instante determinado del pasado remoto”.

Sin pretenderlo, Hoyle acuñó un concepto que, desde el punto de vista del marketing científico, hoy todo el mundo conoce. Sin embargo, este término genera una imagen errónea: la de nuestro universo naciendo como resultado de una gran explosión.

En realidad, este modelo cosmológico –sólidamente asentado en la teoría de la relatividad general y en unas extraordinarias pruebas observacionales– nos muestra que el universo que podemos observar no siempre ha sido igual, sino que ha evolucionado a lo largo del tiempo.

Si proyectáramos la película del cosmos hacia atrás y viajáramos hacia el pasado, ocurriría algo alucinante: la distancia entre dos puntos cualquiera del espacio se haría cada vez más y más pequeña, hasta alcanzar un estado en que el universo sería extraordinariamente denso y caliente.

Si continuáramos retrocediendo en el tiempo, ¿podría llegar un momento en el que todo el cosmos estuviera concentrado en un solo punto? No podemos saberlo. Justo antes de llegar a ese instante, las leyes de la relatividad general pierden validez, se vuelven locas. Es lo que denominamos una singularidad.

Tradicionalmente, a este instante se le denomina Big Bang. Pero lejos de ser una gran explosión, representa un límite en nuestra comprensión actual de las leyes del universo. Para entender lo que sucedió en esos instantes iniciales, necesitaríamos una teoría física más completa que la actual. Es como si el proyector de la película se rompiera justo antes de llegar al inicio.

No sólo desconocemos qué ocurrió antes del Big Bang, sino que incluso nos resulta difícil comprender lo que sucedió un ínfimo instante de tiempo inmediatamente después.

Rebotes, burbujas, colisiones y multiversos

Lo curioso es que, precisamente en estos escenarios límite, donde nuestras teorías se “rompen”, es donde surge un verdadero laboratorio de ideas para explorar nuevas teorías físicas. En la última década, se han propuesto numerosos intentos de crear un marco teórico que explique de manera natural lo que sucedió antes de lo que llamamos el Big Bang.

Por ejemplo, físicos de renombre como Roger Penrose o Abhay Ashtekar han desarrollado teorías en las que nuestro Big Bang podría haber sido el resultado de un “rebote” de un universo anterior que colapsó y dio origen al nuestro.

En otros modelos, el Big Bang se produce por la colisión de unas entidades fundamentales llamadas branas. Y para algunos, nuestro universo es como una burbuja en expansión contenida dentro de otro universo que ha estado expandiéndose eternamente.

La física cuántica actual incluso permite la existencia previa de un “falso” vacío cuyas fluctuaciones de energía pueden amplificarse generando un paisaje de multiversos en los que nacen y mueren muchos universos. El nuestro, simplemente, sería uno más.

Algo más lacónico fue el célebre Stephen Hawking, que en una de sus últimas entrevistas defendía que “por difícil que sea de imaginar, quizás simplemente no hubo tiempo antes del Big Bang”.

Todas estas teorías, aunque muy especulativas, no son meros pasatiempos de físicos teóricos aburridos. En ellas podría estar la clave, el chispazo de creatividad, que conduzca al desarrollo de una teoría más completa que englobe a nuestros modelos actuales.

Sin embargo, la mayoría de estas alternativas encierran un “pequeño” problema: sugieren que cualquier rastro de un universo anterior se borra por completo después del Big Bang, lo que nos deja sin esperanzas de encontrar evidencia alguna sobre lo que pudo haber existido antes.

Así que, si me vuelven a preguntar sobre qué hubo antes del Big Bang, quizás debería responder que no lo sabemos y que quizás nunca lo sepamos. Tal vez, entonces, una estudiante levante la mano y me explique con detalle qué ocurrió antes de que existiera nuestro universo.

El museo interactivo Parque de las Ciencias de Andalucía colabora en la sección The Conversation Júnior.

Emilio José García Gómez-Caro, Responsable Unidad de Cultura Científica, Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

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