Conocimiento previo al Big Bang

Todas las "reglas" que enumeró, que describen el proceso del Big Bang y el universo posterior, son conceptos de cómo interactúan las fuerzas de la naturaleza. Las propias fuerzas de la naturaleza (fuerza nuclear fuerte, fuerza débil, electromagnetismo y gravitación) pueden haber surgido, junto con el tiempo mismo, del proceso del Big Bang. Sin tiempo, las reglas no tendrían sentido.

Las transiciones de fase en el universo primitivo (antes del primer 0,01 segundo) pueden ayudar a explicar cómo las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza se definieron a sí mismas mediante un proceso de ruptura de simetría. Antes de eso, es posible que las reglas que enumera no hayan existido, al contrario de lo que supone su pregunta.

Sin embargo, si por Big Bang te refieres a la fase caliente que fue seguida por expansión y enfriamiento, puede haber sido precedida por energía de vacío pura que se infló extremadamente rápido, enfriándose en el proceso y produciendo una condición en la que la energía potencial del vacío se convirtió en la energía cinética de la materia y la radiación. Este escenario fue propuesto por Alan Guth en respuesta a dos problemas con el Big Bang, el problema de la planitud y el problema del horizonte .

Este universo inflacionario habría sido causado si un estado de densidad de energía de vacío estuviera en un "falso vacío" o vacío temporal, y de repente cayera a un estado de menor densidad de energía. El cambio podría haber sido provocado por una fluctuación cuántica. El resultado de la transición a una menor densidad energética habría sido equivalente a la expansión. Cuando el falso vacío decae, la energía que contiene se libera para formar una sopa caliente y uniforme, y aquí es donde comienza el Big Bang.

Pero esto plantea la pregunta de dónde vino el falso vacío. ¿Las reglas que describiste eran aplicables a lo que sea que viniera? Esta pregunta puede parecer como pelar capas de una cebolla y nunca llegar al centro. Para encontrar el escurridizo núcleo, James Hartle y Stephen Hawking propusieron la idea de que, en efecto, no hay núcleo. Su propuesta sin límites decía que muy cerca del comienzo, el tiempo surgió del espacio y que el universo es finito pero no tiene límites. Me parece imposible describir esto adecuadamente sin las matemáticas, pero aquí hay un enlace a la conferencia de Stephen Hawking sobre el comienzo de los tiempos .

El problema con Hartle-Hawking es que necesita un universo cerrado para funcionar, y las observaciones no parecen estar de acuerdo con un universo cerrado.

Sean Carroll, físico teórico de Cal Tech, escribió que el Big Bang, o el estado de densidad de energía del vacío que pudo haberlo precedido, es una "hipótesis plausible". No hay certeza sobre de dónde surgió el Big Bang. La inflación es la teoría más aceptada.

El comentario del difunto Stephen Hawking (citado por Jim Johnson el 6 de septiembre de 2015) puede sonar plausible para muchos de nosotros, pero su frecuente colaborador matemático, Sir Roger Penrose (nombrado caballero hace varios años por sus numerosas contribuciones a la física), finalmente no estoy de acuerdo.

Aunque no propone ningún "multiverso" en el espacio-tiempo, la Cosmología cíclica conforme de Penrose (desarrollada en 2010) proporcionó la eternidad pasada y futura a través de la separación de los "eones" de un universo verdadero por intervalos "atemporales", dentro de cada uno de los cuales toda la materia se habría evaporado previamente en energía: Durante los períodos entre eones, la falta de masa en reposo habría impedido la formación o construcción de cualquier forma de reloj natural o artificial. Esto facilitó la aceptación de su "hipótesis de la curvatura de Weyl", que conserva los ángulos pero no las longitudes en las aplicaciones dinámicas de la geometría y, en consecuencia, podría, sin posibilidad de contradicción observacional, prever que el equilibrio termodinámico de un eón se convierta en el "Big Bang" del próximo:

Su propia prueba de observación, descrita en una colaboración de Penrose con Meissener, An y otros físicos destacados, se encuentra en varios puntos de "temperatura significativamente elevada" en la radiación de fondo cósmico de microondas: estos puntos han sido interpretados de manera convincente por esa colaboración como representando a Hawking. Radiación del eón que precede al nuestro. La versión final de su artículo se publicó poco antes del premio del Comité Nobel, que se basó oficialmente en el trabajo de Penrose (en gran parte en colaboración con Hawking) sobre la naturaleza de los agujeros negros. (Los agujeros negros no son en absoluto hipotéticos: la existencia de más de 90, iniciada en el colapso gravitatorio de grandes estrellas en rotación, se ha inferido de las órbitas elípticas que todavía siguen sus antiguos compañeros en pares binarios,

Penrose recibió un Premio Nobel de física en 2020 por su trabajo sobre los agujeros negros, poco después de la revisión del trabajo de su colaboración.

La hipótesis del Big Bang es simplemente la inflación de algo que ya está allí. Tiene que haber algo que inflar para que suceda el Big Bang. Entonces, si el Big Bang fuera cierto, tendría que haber algo allí antes de que sucediera.