Un estudio revela que el Universo SÍ tuvo un principio
Algunos
modelos cosmológicos proponen que el universo se expande y contrae en ciclos
infinitos, pero una nueva investigación encontró una falla crucial en la última
versión de esta teoría.
Al
tratar de comprender la naturaleza del cosmos, algunos teóricos proponen que el
universo se expande y contrae en ciclos interminables (Big Bounce). Debido a
que se supone que este comportamiento es perpetuo, el universo no debería tener
principio ni fin, solo ciclos eternos de crecimiento y reducción que se
extienden para siempre hacia el futuro y para siempre hacia el pasado.
Es
un concepto atractivo en parte porque elimina la necesidad de un estado llamado
singularidad que corresponde al «comienzo del tiempo» en otros modelos.
Pero
un nuevo estudio realizado por los físicos Will Kinney y Nina Stein de la
Universidad de Buffalo destaca una forma en que las cosmologías cíclicas o
«rebotantes» fracasan.
La
investigación muestra que la última versión de esta teoría —un modelo cíclico
que resuelve antiguas preocupaciones sobre la entropía (la medida de desorden
del universo)— introduce un nuevo problema… o más bien, vuelve a uno antiguo.
Los universos cíclicos descritos bajo este modelo deben tener un comienzo,
concluyen Kinney y Stein.
«La
gente propuso universos que rebotan para hacer que el universo sea infinito en
el pasado, pero lo que mostramos es que uno de los tipos más nuevos de estos
modelos no funciona», explica Kinney, PhD, profesor de física en la Facultad de
Artes y Ciencias de la Universidad de Búfalo (UB). «En este nuevo tipo de
modelo, que aborda problemas de entropía, incluso si el universo tiene ciclos,
todavía tiene que tener un comienzo».
«Hay
muchas razones para sentir curiosidad por el universo primitivo, pero creo que
mi favorita es la tendencia humana natural de querer saber qué vino antes»,
añade Stein, estudiante de doctorado en física de la UB, con respecto a la
importancia de la investigación. «En todas las culturas e historias, los
humanos han contado historias sobre la creación, sobre “el principio”. Siempre
queremos saber de dónde venimos».
El
estudio, financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, se publicó en junio
en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. El documento se titula
Cosmología cíclica y completitud geodésica.
Si
el universo tuvo un comienzo, ¿cómo comenzó?
Kinney
es autor de un libro de 2022 titulado Un Infinito de Mundos, que cuenta la
historia épica de la inflación cósmica, una teoría en competencia sobre los
orígenes del universo. Según este modelo, el universo primitivo se caracterizó
por un período de rápida expansión desde una singularidad, seguido por el
supercaliente Big Bang, que forjó los elementos primordiales que luego formaron
galaxias, estrellas y planetas, y los átomos en nuestros cuerpos y todo lo
demás. otros seres vivos.
La
inflación cósmica es una teoría líder. Pero se enfoca en lo que sucede durante
y después de la era de rápida expansión. No explica lo que vino antes de eso, y
no describe las condiciones de la singularidad inicial.
Un
universo verdaderamente cíclico evitaría estos problemas: si el universo está
involucrado en ciclos interminables de expansión y contracción, no necesita
tener un comienzo en absoluto. Pero como señala Kinney, estos modelos que rebotan
plantean su propio conjunto de preguntas insostenibles.
«Desafortunadamente,
se sabe desde hace casi 100 años que estos modelos cíclicos no funcionan porque
el desorden o la entropía se acumula en el universo con el tiempo, por lo que
cada ciclo es diferente del anterior. No es verdaderamente cíclico», dice
Kinney. «Un modelo cíclico reciente soluciona este problema de acumulación de
entropía al proponer que el universo se expande mucho con cada ciclo, diluyendo
la entropía. Estiras todo para deshacerte de estructuras cósmicas como los
agujeros negros, lo que devuelve el universo a su estado homogéneo original
antes de que comience otro rebote».
«Pero,
en resumen, demostramos que al resolver el problema de la entropía, se crea una
situación en la que el universo tuvo que tener un comienzo. Nuestra prueba
muestra en general que cualquier modelo cíclico que elimine la entropía por
expansión debe tener un comienzo», continua.
«La
idea de que hubo un punto en el tiempo antes del cual no había nada, no había
tiempo, nos molesta, y queremos saber qué había antes de eso, incluidos los
científicos», admite Stein. «Pero por lo que podemos decir, debe haber habido
un “comienzo”. Hay un punto para el cual no hay respuesta a la pregunta, “¿Qué
vino antes de eso?”»
Y,
por supuesto, hay más preguntas de investigación, asegura Kinney: «Nuestra
prueba no se aplica al modelo cíclico propuesto por Roger Penrose, en el que el
universo se expande infinitamente sin contracción en cada ciclo. Estamos
trabajando en eso».
.-
Comentarios
Publicar un comentario