Origen del Universo: del «Big Bang» al «Big Bounce»

El universo está en expansión y en la actualidad es una teoría común que es el resultado del ‘Big Bang’: el universo brota a la existencia desde un punto de material infinitamente denso y caliente.

Sin embargo, los físicos han debatido durante mucho tiempo esta idea, ya que significa que el Universo empezó en un estado de completa ruptura de la física tal como la conocemos. En cambio, algunos sugieren que el Universo ha alternado períodos de expansión y contracción, y la expansión actual es sólo una etapa de este proceso, según informa Europa Press.

Esta idea llamada ‘Big Bounce’ ha sido existido desde 1922, pero se ha visto frenada para explicar cómo el universo transita desde un estado de contracción a otro de expansión, sin llegar a una infinidad de puntos.

Ahora, en un nuevo estudio publicado en Physical Review Letters, Steffen Gielen del Imperial College de Londres, y Neil Turok, director del Instituto Perimeter de Física Teórica en Canadá, han demostrado cómo el Big Bounce podría ser posible.

Observaciones cosmológicas sugieren que durante su vida temprana, el universo puede haber parecido lo mismo en todas las escalas, lo que significa que las leyes físicas que trabajaban para toda la estructura del universo trabajaron igualmente en la escala de lo muy pequeño, más pequeño que los átomos individuales. Este fenómeno se conoce como simetría conforme.

En el universo de hoy, este no es el caso - las partículas más pequeñas que los átomos se comportan de forma muy diferente a la materia más grande y la simetría se rompe. El comportamiento de partículas subatómicas se rige por la llamada mecánica cuántica, que produce diferentes reglas de la física de lo muy pequeño.

Por ejemplo, sin la mecánica cuántica, no existirían los átomos. Los electrones, a medida que giran alrededor del núcleo, perderían energía y colapsarían en el centro, destruyendo el átomo. Sin embargo, la mecánica cuántica evita que esto suceda.

En los inicios del universo, ya que todo era muy pequeño, todo pudo haber sido regido únicamente por los principios de la mecánica cuántica, en lugar de por la física a gran escala que vemos hoy.

En el nuevo estudio, los investigadores sugieren que los efectos de la mecánica cuántica podrían prevenir que el universo se colapse y destruya a sí mismo al final de un período de contracción, conocido como el Big Crunch. En cambio, el universo transitaría de un estado de contracción a otro de expansión sin necesidad del colapso completo.

Gielen dijo: «La mecánica cuántica nos salva cuando las cosas se descomponen. Evota que los electrones caigan y se destruyan en los átomos y, tal vez pudo salvar al universo de violentos inicios y finales como el Big Bang y Big Crunch»

Usando la idea de que el universo disfrutó de una simetría conforme al principio, y que esto era regido por las reglas de la mecánica cuántica, Gielen y Turok construyó un modelo matemático de cómo podría evolucionar el universo.

El modelo contiene algunos ingredientes simples más propensos a haber formado el universo temprano, tales como el hecho de que estaba lleno de radiación, con casi nada de materia normal. Con éstos, el modelo predice que los efectos de la mecánica cuántica permitirían que el universo brotase de un universo anterior contraído, más bien que de un solo punto de la física rota.

Europa Press