¿Cuál fue la fuente inicial de energía?

Bueno, si quieres una respuesta a nivel de estudiante de noveno grado, probablemente sea esta:

No lo sabemos, y en su mayoría es irrelevante para cómo se comporta el universo ahora . En particular, a la teoría del Big Bang no le importa lo que sucedió antes del Big Bang. De acuerdo con muchas interpretaciones de diferentes ramas de la física, la pregunta ni siquiera tiene sentido, por ejemplo, ¿qué sucedió antes de que existiera el tiempo? Pues nada. ¿Cómo podría? El tiempo no existía. Las cosas no suceden sin tiempo.

Pedirle a la teoría del Big Bang que explique cómo surgió el universo es como pedirle a la teoría de la evolución que explique la física de partículas. Está fuera del alcance de la teoría.

Ahora, hay muchas hipótesis que tratan de explicarlo de todos modos. Sin embargo, el problema es que solo podemos usar comportamientos que observamos ahora , por ejemplo, podemos observar hoy en día que hay algunas asimetrías en el universo. Por ejemplo, la antimateria y la materia son en su mayoría simétricas y cuando entran en contacto, se aniquilan entre sí. Entonces... ¿por qué casi todo el universo visible está formado por materia? Las personas que intentan obtener información sobre temas como este obtendrán más evidencia de las teorías sobre cómo se formó el universo en primer lugar (dentro del supuesto general de que las leyes fundamentales del universo no cambian con el tiempo).

Finalmente, cabe señalar que en realidad no sabemos si conocemos alguna ley fundamental . Ni siquiera es algo que se pueda decidir desde dentro del universo, simplemente nos acercamos más y más a la realidad con nuestros modelos. Por ejemplo, la termodinámica suele considerarse fundamental, y la termodinámica dice ( extremadamentesimplificado) que la entropía de un sistema cerrado se igualará con el tiempo: por ejemplo, si pones agua caliente y agua fría en el mismo recipiente, eventualmente se mezclarán para formar un cuerpo de agua tibia. Sin embargo, en realidad esto es solo un efecto estadístico, por lo que cuando alcanza la entropía máxima, obtendrá bolsas localizadas de entropía más baja (por ejemplo, algunas partes del recipiente tienen agua más caliente que el promedio y otras más frías). De hecho, existe una hipótesis que trata de explicar por qué nuestro universo aún no tiene la entropía máxima, basada en este comportamiento: la idea es que nuestro universo es un pequeño bolsillo de entropía localmente baja dentro del universo "real", que es cerca de la máxima entropía.

La forma más sencilla de ver esto es que la energía también puede revelarse en formas negativas. No pienses en ello como algo solo positivo, sino que también hay una parte negativa en el universo que no es directamente visible.

Por ejemplo, tenemos buenas razones para creer que la energía total del universo suma cero . También tenemos experimentos que muestran que la energía no se conserva en escalas muy pequeñas. Por ejemplo, las desintegraciones beta producen partículas (bosón W) que son unas 80 veces más pesadas que los constituyentes durante un breve período de tiempo.

Esto está bien debido al principio de incertidumbre de Heisenberg , que intercambia energía por períodos cortos de tiempo. Además de esto, también tenemos buenos modelos de cromodinámica cuántica (física de quarks) que muestran que la energía del vacío fluctúa y no es constante . Además por encima de todo, sabemos que la gravedad solo atrae !! ¿Por qué es ese el caso? Algunos científicos ven esto solo como energía negativa, a diferencia de las fuerzas electromagnéticas y otras.

Como puede ver, la conservación de la energía no es tan estricta + tenemos mucha evidencia que muestra que un estado de energía cero no es un estado estable en absoluto. Desde ese punto, realmente no podemos decir que es imposible que la energía nazca por sí misma en el universo, sino solo decir que es probable.

Nota: este es un tema bastante complicado y necesitas hacer física durante muchos años para aprender todo esto. Así que prepárate para hacer eso, incluso si no eres físico. Estoy evitando entrar en detalles como por qué la energía no permanecería alrededor de cero. Respuesta corta: violación de CP . El universo no es 100% simétrico en el tiempo.