¿Podría la singularidad que dio origen a nuestro universo ser eterna en el pasado?

¿Existen modelos convincentes que incluyan una singularidad eterna pasada que finalmente dio origen a nuestro universo? ¿La hipótesis "sin límites" que utiliza el tiempo imaginario ha pasado el tiempo imaginario eterno y el tiempo real se está creando en el big bang? ¿Cuáles son los aspectos subyacentes de la física que permiten o no permiten diferentes modelos pasados ​​eternos del universo? ¿Son estas preguntas realmente respondibles sin una teoría completa de la gravedad cuántica? Sus respuestas a mis preguntas, con suerte algo comprensibles, son muy apreciadas.

"singularidad eterna pasada" Explique qué quiere decir con singularidad, porque a partir de esta oración estoy tentado a asumir que no sabe lo que eso significa.
¿ Está preguntando por la propuesta sin límites de Hartle-Hawking ? ¿Está preguntando acerca de agregar algo a esa propuesta o modificarla?
Respondí la pregunta presentada por el título del OP y su primer comentario al respecto, pero, como han implicado los otros comentarios sobre el cuerpo de su pregunta, una singularidad física (si es que existe alguna en un contexto cosmológico) generalmente no se considera para corresponder al tiempo matemáticamente imaginario utilizado por Hawking, por lo que las otras preguntas presentadas en el cuerpo de los comentarios del OP probablemente deberían titularse y presentarse por separado. (Cualquier cosa inexistente puede ser imaginaria, pero las singularidades en física son, en cambio, hipotéticas).

Respuestas (3)

La propuesta sin límites de Hartle-Hawking sugiere que el universo tal como lo conocemos no fue creado de la nada. Más bien, su historia sería finita, aunque ilimitada.

En palabras de Stephen Hawking:

La propuesta sin límites predice que el universo comenzaría en un solo punto, como el Polo Norte de la Tierra. Pero este punto no sería una singularidad, como el Big Bang. En cambio, sería un punto ordinario del espacio. y el tiempo, como si el Polo Norte fuera un punto normal de la Tierra, o eso me han dicho. Yo no he estado allí.

" Según la propuesta sin límites, el universo se habría expandido sin problemas desde un solo punto. A medida que se expandía, habría tomado prestada energía del campo gravitatorio para crear materia. Como cualquier economista podría haber predicho, el resultado de todo ese préstamo, fue inflación. El universo se expandió y pidió prestado a una tasa cada vez mayor. Afortunadamente, la deuda de energía gravitatoria no tendrá que ser pagada hasta el final del universo ". - El comienzo de los tiempos .

Puede ser engañoso para usted llamar a esta propuesta "pasado-eterno". El tiempo, tal como lo conocemos, habría comenzado en un punto similar al espacio donde el tiempo anterior podría concebirse como la i en un número complejo, hasta donde puedo entenderlo.

El problema con la propuesta de Hartle-Hawking es que requiere un universo cerrado. Sin embargo, las observaciones indican que puede haber suficiente materia en el universo para detener la expansión, y esto daría como resultado un universo abierto. Esta limitación de la propuesta de Hartle-Hawking se analiza en un sitio web preparado por Jack Wong en la Universidad de Victoria en 1999 . No pude encontrar ninguna información sobre el autor, pero si se desplaza hasta la parte inferior y hace clic en la Tabla de contenido , encontrará que el sitio web aborda algunas de las ideas sobre las que preguntó.

En el libro de Sean Carroll From Eternity to Here , explora varias formas en las que podría haber surgido la naturaleza del tiempo, que concebimos como una flecha del pasado al futuro conforme a la segunda ley de la termodinámica. Él dice que una forma de lidiar con la flecha del tiempo es simplemente postular que el universo tenía una entropía baja en cierto punto cerca de su comienzo. Esto establecería una condición límite, como una ley de la física, que el universo primitivo tenía baja entropía, y eso es todo.

Menciona la propuesta de Hartle-Hawking en la nota a pie de página 275, donde parece encontrar que la condición sin límites no se opone necesariamente a una condición de límites:"Una estrategia relacionada es postular una forma particular para la función de onda del universo, como defienden James Hartle y Stephen Hawking (1983). Se basan en una técnica conocida como "gravedad cuántica euclidiana"... Se ha sugerido que la función de onda de Hartle-Hawking implica que el universo debe ser uniforme cerca del Big Bang, lo que ayudaría a explicar la flecha del tiempo (Halliwell y Hawking, 1985), pero el dominio de validez de las aproximaciones utilizadas para derivar este resultado es un poco Mi propia sospecha es que la función de onda de Hartle-Hawking predice que deberíamos vivir en un espacio vacío de De Sitter, tal como una simple contemplación de la entropía nos llevaría a esperar".

Si hay suficiente materia para detener la expansión puede cambiar a medida que el CMB cambia para contener la luz actualmente más allá de nuestra región observable, pero creo que el uso del tiempo imaginario de Hawking (cuya cantidad se compara con la i en números complejos) ha sido un poco controvertido, yo Supongo que porque el tiempo generalmente se considera físico. De todos modos, en sus "Flechas del tiempo y el comienzo del universo", Vilenkin sí considera compatible la función de Hawking-Hartle, bajo condiciones de contorno, con la inflación eterna al pasado que se describe en la "Inflación eterna en estado estacionario" de Aguirre.

La posibilidad sugerida por la pregunta del título del OP en realidad se remonta a la antigua filosofía hindú, donde se conocía como "el huevo cósmico", y se considera que influyó en Lemaitre (la "L" en el modelo FLRW). Como se discutió en el artículo de Alexander Vilenkin y Audrey Mithani que se puede ver libremente en https://arxiv.org/abs/1204.4658 , actualmente no se considera viable, ya que el "huevo" habría sido susceptible a las fluctuaciones cuánticas que habrían impedido su finalización de una trayectoria desde la eternidad pasada.

Hoy, la mayoría de los físicos "creen" en la cosmología inflacionaria que resuelve muchos problemas en cosmología y no indica que nuestro universo comenzó con una singularidad.

Leí que la época inflacionaria comenzó 10^-36 segundos después del "big bang". No sé que la cosmología inflacionaria no indica una singularidad. ¿O no tiene nada que decir sobre una singularidad? ¿Podría ampliar su respuesta, por favor, para que sea más informativa?