El universo antes del Big Bang

La actualización del jueves pasado (La ciencia salvó mi alma) dio mucho de que hablar y amigos creyentes me comentaron que lo que la ciencia no sabia explicar era como comenzó todo que había antes del Big Bang. Esta actualización se la dedico a aquellas personas que son creyentes y a uno de mis amigos Daniel Campos.

Hubo un estado del universo en el que éste se contraía llamado el Big Crunch, parecido al Big Bang, pero en el que se encogía y tendía a desaparecer.

Con un modelo teórico exacto, Alejandro Corichi Rodríguez Gil, del Instituto de Matemáticas (IM) de la UNAM, ha mostrado que el universo tuvo un “antes” del Big Bang (o gran explosión originaria).

Desarrollado desde 2008 por Corichi y su colega Parampreet Singh, del Instituto de Física Teórica de Canadá, el ejercicio permite estudiar a detalle un cosmos “prehistórico” muy parecido al actual.

Por esta propuesta sustentada en un modelo propio, el investigador del campus Morelia de esta casa de estudios fue uno de los 10 científicos menores de 45 años galardonados con una beca por la Sociedad Internacional para la Relatividad General y la Gravitación.

Esa organización reconoce “sus contribuciones significativas a la gravedad cuántica de lazos y su liderazgo en numerosas iniciativas para la comunidad internacional” en ese campo del conocimiento.

Un gran rebote

Según el modelo de Corichi, antes del Big Bang o gran explosión hubo “un gran rebote”, es decir, un ciclo anterior del universo donde éste se contraía, en vez de expandirse, como hace actualmente.

“Hubo un estado del universo en el que éste se contraía. Se conoce como el Big Crunch, parecido al Big Bang, pero en el que se encogía y tendía a desaparecer, lo que también ocurriría si a nuestro universo en expansión lo viéramos hacia atrás en el tiempo”, comentó Corichi.

Los efectos cuánticos de la gravitación detuvieron la contracción y crearon una fuerza de repulsión lo suficientemente intensa para detenerla y generar en el universo, con gran velocidad, una fase de expansión.

“Ahora, el universo se ve como si hubiera nacido de una gran explosión, o Big Bang, cuando en realidad habría sufrido un gran rebote, o Big Bounce, de la etapa en contracción a la etapa en expansión”, detalló.

Corichi y Singh resolvieron las ecuaciones que muestran que el Big Bang podría no haber sido el inicio del tiempo y el espacio, sino que antes pudieron existir uno o varios ciclos del cosmos.

Uno de esos ciclos pudo ser el Big Bounce, o gran rebote, un universo en contracción que, en vez de llegar a un colapso final, o Big Crunch, brincó y comenzó a expandirse de nuevo.

Los resultados del trabajo teórico de Corichi y Singh fueron publicados en 2008 en la revista Physical Review Letters.

Gravedad cuántica

Corichi explicó que, según la Teoría de la Relatividad General, planteada por Albert Einstein en 1915, vivimos en un universo dinámico y en expansión que se originó hace 13 mil 700 millones de años.

“En ese sitio, los diferentes parámetros físicos, como temperatura, densidad o energía, se fueron al infinito. Si se hiciera un viaje hacia el pasado, a los inicios del cosmos, se vería cómo la temperatura se incrementó y todo fue cada vez más denso, hasta llegar a serlo indefinidamente”, señaló.

Según Corichi —doctor en Física Teórica por la Universidad Estatal de Pensilvania, Estados Unidos— en un instante la relatividad dejó de funcionar y, por ello, se requiere una nueva teoría que ayude a saber qué pasó.

Esa teoría es la gravedad cuántica, que trata de conjuntar la relatividad general de Einstein y la teoría cuántica, que describe lo que pasa en los átomos y en su núcleo.

Una propuesta reciente para unir ambas teorías es la Cosmología Cuántica de Lazos, o LQC, por sus siglas en inglés.

“La Cosmología Cuántica de Lazos supone que el universo es homogéneo y, para describirlo, basta con concentrarse en una porción grande de él, que contenga millones de galaxias, pues ese fragmento cósmico será parecido al resto”, detalló Corichi.

La teoría logra que las ecuaciones se simplifiquen tanto que se pueden resolver de manera exacta. “Eso permitió avanzar y hacer preguntas que antes no se planteaban. Por eso, este modelo da soluciones precisas, sin infinitos”, indicó.

Corichi comentó que el origen del universo y su descripción dentro de algún formalismo cuántico es uno de los grandes problemas abiertos de la física teórica contemporánea, en particular la “gravitación cuántica”, principal área de investigación del universitario.