El Big Bang es comúnmente considerado como el comienzo de todo, llamamos Big Bang al instante exacto que comenzó a "inflarse" el universo que conocemos, hace alrededor de 13,8 mil millones de años, véase Teoría de la Inflación.
Pero, ¿cómo eran las cosas antes del Big Bang?
Respuesta corta: No lo sabemos.
Respuesta larga: podría haber sido un montón de cosas, cada una de ellas inclinada a su manera.
Respuesta larga: podría haber sido un montón de cosas, cada una de ellas inclinada a su manera.
Lo primero que hay que entender es qué fue realmente el Big Bang.
El Big Bang es un momento en el tiempo, no un punto en el espacio
Entonces, desecha la imagen de una pequeña partícula de materia densa que de repente explota en un vacío. Por un lado, el universo en el Big Bang puede no haber sido particularmente pequeño. Claro, todo en el universo observable de hoy, una esfera con un diámetro de aproximadamente 93 mil millones de años luz que contiene al menos 2 trillones de galaxias, se incrustó en un espacio de menos de un centímetro de diámetro. Pero podría haber mucho fuera del universo observable que nosotros, los terrícolas, no podemos ver porque es físicamente imposible que la luz haya viajado tan lejos en 13,8 mil millones de años.
Por lo tanto, es posible que el universo en el Big Bang fuera diminuto o infinitamente grande, dijo Carroll, porque no hay manera de mirar atrás en el tiempo a cosas que ni siquiera podemos ver hoy. Todo lo que realmente sabemos es que era muy, muy denso y que rápidamente se hizo menos denso.
Como corolario, realmente no hay nada fuera del universo, porque el universo es, por definición, todo. Entonces, en el Big Bang, todo era más denso y más caliente de lo que es ahora, pero no había más "fuera" de eso de lo que hay hoy. Tan tentador como es tener una visión divina e imaginar que podrías estar de pie en un vacío y mirar el universo bebé justo antes del Big Bang, eso sería imposible. El universo no se expandió en el espacio, el espacio mismo se expandió.
Nadie sabe exactamente lo que estaba sucediendo en el universo hasta 1 segundo después del Big Bang, cuando el universo se enfrió lo suficiente como para que los protones y los neutrones colisionaran y se unieran. El universo atravesó un proceso de expansión exponencial llamado inflación durante ese primer segundo. Esto habría suavizado la estructura del espacio-tiempo y podría explicar por qué la materia está tan uniformemente distribuida en el universo actual.
Antes de la explosión:
Es posible que antes del Big Bang, el universo fuera un tramo infinito de material ultra-denso, que persistiera en un estado estable hasta que, por alguna razón, ocurriera el Big Bang. Este universo extra-denso puede haber sido gobernado por la mecánica cuántica, la física de la escala extremadamente pequeña. El Big Bang, entonces, habría representado el momento en que la física clásica asumió como el principal impulsor de la evolución del universo.
Para Stephen Hawking, este momento era lo único que importaba, antes del Big Bang, dijo, los eventos no son medibles y, por lo tanto, indefinidos. Hawking llamó a esto una propuesta sin límites, el tiempo y el espacio, dijo, son finitos, pero no tienen límites ni puntos de inicio o final, de la misma manera que el planeta Tierra es finito pero no tiene borde.
Dado que los eventos anteriores al Big Bang no tienen consecuencias de observación, uno podría eliminarlos de la teoría y decir que el tiempo comenzó en el Big Bang.
O tal vez había algo más antes del Big Bang que vale la pena reflexionar. Una idea es que el Big Bang no es el principio de los tiempos, sino que fue un momento de simetría. En esta idea, antes del Big Bang, había otro universo, idéntico a este, pero con la entropía aumentando hacia el pasado en lugar de hacia el futuro.
El aumento de la entropía, o el aumento del desorden en un sistema, es esencialmente la flecha del tiempo, por lo que en este universo espejo, el tiempo sería opuesto al tiempo en el universo moderno y nuestro universo en el pasado. Los defensores de esta teoría también sugieren que otras propiedades del universo serían fracasadas en este universo espejo. Por ejemplo, el físico David Sloan escribió en el blog de ciencia de la Universidad de Oxford, que las asimetrías en las moléculas y los iones (llamadas quiralidades) estarían en orientaciones opuestas a lo que son en nuestro universo.
Una teoría relacionada sostiene que el Big Bang no fue el comienzo de todo, sino un momento en el que el universo cambió de un período de contracción a un período de expansión. Esta noción de "Big Bounce" sugiere que podría haber infinitos Big Bang a medida que el universo se expande, se contrae y se expande nuevamente. El problema con estas ideas, es que no hay una explicación de por qué o cómo un universo en expansión se contraería y regresaría a un estado de baja entropía.
Carroll y su colega Jennifer Chen tienen su propia visión previa al Big Bang. En 2004, los físicos sugirieron que tal vez el universo tal como lo conocemos es la descendencia de un universo padre del que se ha robado un poco de espacio-tiempo.
Es como un núcleo radioactivo en descomposición. Cuando un núcleo se descompone, escupe una partícula alfa o beta. El universo padre podría hacer lo mismo, excepto que en lugar de partículas, escupe universos bebés, tal vez infinitamente. Es solo una fluctuación cuántica que permite que suceda. Estos universos bebés son universos literalmente paralelos, y no interactúan ni se influyen entre sí.
Aunque todavía nada está claro, la detección de ondas gravitacionales a partir de potentes colisiones galácticas en 2015 abre la posibilidad de que tengamos una teoría que lo explique.
