¿Un estudio dice que el universo no tuvo principio y que no hubo Big Bang?

Introducción

Ha habido informes de noticias recientes de una nueva teoría cosmológica que elimina un principio para el universo1. En el primer informe académico (en adelante, Informe 1), Saurya Das y Rajat K. Bhaduri escribieron acerca de las suposiciones básicas de este nuevo modelo2. En el segundo informe académico (en adelante, Informe 2), Ahmed Farag Ali y Saurya Das desarrollaron esta cosmología3. Según esta cosmología propuesta, no hubo Big Bang. Esto seguro que será de interés para muchas personas, ya que el Big Bang ha sido el modelo cosmológico reinante durante medio siglo. Algunos cristianos ven en el Big Bang el método de la creación de Dios. Sin embargo, muchos de nosotros nos damos cuenta de que el Big Bang no es bíblico. Para no caer en la tentación de respaldar este nuevo modelo, debemos darnos cuenta de que este modelo parece ser un regreso a un universo eterno, lo cual se creía con mucha frecuencia hasta que el Big Bang se hizo popular en la década de 1960. Por lo menos con un Big Bang, el universo tuvo un principio, por lo que puede haber lugar para un Creador, pero si el universo es eterno, entonces no hay necesidad de Dios. Analicemos este nuevo modelo.

SEGÚN ESTA COSMOLOGÍA PROPUESTA, NO HUBO BIG BANG.

El ascenso de la física moderna

La física experimentó una revolución hace un siglo. Desde finales del siglo XVII, la física newtoniana era la que gobernaba. Pero a finales del siglo XIX y principios del siglo XX, muchos resultados experimentales no estuvieron de acuerdo con las predicciones de la física clásica. La física moderna se basa en dos pilares: la relatividad general y la mecánica cuántica. Albert Einstein publicó su teoría de la relatividad general hace cien años. En la relatividad general, el tiempo se trata de una manera similar al espacio, por lo que ahora decimos que hay un colector de espacio-tiempo de cuatro dimensiones. El espacio-tiempo puede ser plano o curvo a grandes escalas, pero la presencia de grandes cantidades de materia o energía curvará al espacio-tiempo localmente. Es el movimiento de los objetos que siguen caminos rectos a través de espacio-tiempo curvado (geodésicas) lo que da lugar a lo que vemos como la atracción gravitatoria. La gravedad parece ser la fuerza dominante en todo el universo, por lo que la relatividad general parece ser la herramienta adecuada para el estudio de la cosmología, la estructura del universo. De hecho, poco después de la publicación de su teoría de la relatividad general, Einstein publicó una cosmología basada en su teoría. Casi todas las cosmologías desde entonces, incluyendo la del Big Bang, se han basado en la relatividad general.

HAY UNA FALTA DE CLARIDAD INHERENTE EN EL MUNDO DE LA MECÁNICA CUÁNTICA.

Aunque la relatividad general es apropiada al estudiar las cosas más grandes en el universo (como el universo mismo), la mecánica cuántica se ocupa de las cosas más pequeñas del universo, como los átomos y las partículas subatómicas. En la mecánica cuántica, las partículas tienen una naturaleza ondulatoria. Ésta es una gran divergencia desde la física clásica, donde las partículas y las ondas son entidades muy diferentes, por lo que hay algunas diferencias fundamentales en las clases de predicciones que la mecánica cuántica y la física clásica hacen sobre pequeñas partículas. Por ejemplo, en la física clásica una partícula puede ser localizada como un punto. No hay un límite fundamental para la precisión con que podemos localizar la posición de una partícula; los únicos límites para la precisión de la localización de una partícula son prácticos. Sin embargo, ya que las ondas no se limitan a un solo punto, sino que se reparten a una cierta distancia, en la mecánica cuántica no podemos determinar dónde está una partícula con precisión infinita. Es decir, hay una falta de claridad inherente en el mundo de la mecánica cuántica. En escalas mucho más grandes que los átomos esta falta de claridad desaparece, por lo que no notamos los efectos de la mecánica cuántica en nuestro mundo cotidiano. Por lo tanto, para la mayoría de la gente los conceptos de la mecánica cuántica parecen raros. Sin embargo, la mecánica cuántica es una poderosa teoría que explica mucho sobre el mundo atómico y subatómico4.

La relatividad general y la mecánica cuántica son teorías muy diferentes. Pero en la física hay una larga historia de unificación de lo que parecía ser un fenómeno dispar. Por ejemplo, durante mucho tiempo la electricidad y el magnetismo parecían ser cosas muy diferentes, pero los experimentos a principios del siglo XIX demostraron que existía una relación entre ellos. James Clerk Maxwell, basándose en el trabajo experimental de Michael Faraday, unificó la electricidad y el magnetismo en una sola teoría con cuatro ecuaciones que publicó en 18655. Existe la creencia de que todas las teorías físicas, incluyendo la relatividad general y la mecánica cuántica, se pueden unificar en una teoría única. Einstein estaba trabajando en esta unificación cuando murió hace 60 años. Aunque se ha progresado mucho desde entonces, es probable que todavía estemos lejos de esta teoría mayor.

¿Qué es esta nueva cosmología?

Aunque los autores de la cosmología recién publicada no afirman que han producido una teoría completa de la gravedad cuántica, sugieren que su teoría puede ser un buen comienzo. Ellos supusieron que el universo está lleno de un tipo de partícula llamada bosón. Los físicos dividen todas las partículas en dos grandes clases: los bosones y los fermiones. Todas las partículas parecen rotar (aunque se piensa que la rotación del bosón de Higgs es cero). Por el bien del argumento, imaginemos una partícula rotando como una pelota de béisbol. Como la mayoría de las analogías, ésta tiene muchas deficiencias. Por ejemplo, aunque una pelota de béisbol puede rotar a cualquier índice, las partículas elementales pueden rotar solamente en múltiplos o semi-múltiplos de un cierto valor fijo. Las partículas que rotan con múltiplos enteros de este valor fundamental son bosones; las partículas que rotan con múltiplos semi-enteros son fermiones. Los electrones y los protones tienen una rotación de semi-entero, por lo que son fermiones. Los fotones, las partículas de luz6, tienen una rotación entera, por lo que son bosones. Los bosones y los fermiones se comportan de manera muy diferente. Hace casi un siglo, Albert Einstein y Satyendra Nath Bose (de donde viene el nombre bosón) predijeron que, a muy bajas temperaturas, los bosones pueden asumir un estado extraño con propiedades inusuales. A esta forma extraña de la materia se le llama el condensado de Bose-Einstein. Este estado de la materia se ha producido y se ha estudiado en el laboratorio.

Es importante en la nueva teoría cosmológica que la mayoría de los bosones asumidos para llenar el universo permanezcan como un condensado de Bose-Einstein. Esto es posible solo si la temperatura del universo permanece por debajo de una cierta temperatura crítica. La temperatura crítica depende de la masa de las partículas. Para asegurarse de que la mayor parte de las partículas permanezcan en un condensado de Bose-Einstein, las partículas deben tener muy poca masa. El electrón es una de las partículas más ligeras que se conocen, pero el electrón tendría más de 500.000 veces más masa que las partículas en hipótesis. Los autores del Informe 1 sugirieron que sus bosones hipotéticos pueden ser gravitones o axiones. Los gravitones son partículas hipotéticas que están involucradas con la interacción gravitatoria. Los gravitones son muy difíciles de detectar, por lo que aún no tenemos evidencias para ellos, aunque la mayoría de los físicos creen que sí existen los gravitones. Del mismo modo, los axiones son difíciles de detectar, por lo que no los hemos observado, aunque la mayoría de los físicos creen que sí existen los axiones. Los axiones son requeridos por la teoría estándar de la física de partículas. Los autores del Informe 2 se concentraron en el caso en el que los bosones en su modelo son gravitones.

Los autores del nuevo modelo cosmológico hicieron otras modificaciones al enfoque estándar para la relatividad general. Asumieron un tipo diferente de geometría y luego, incluyeron efectos de la mecánica cuántica. Esto produjo una función de onda mecánica cuántica que luego ellos resolvieron. En realidad, el Informe 2 hizo dos correcciones de mecánica cuántica. Llegaron a la conclusión de que el universo no sufrió una singularidad en el pasado. En matemáticas, una singularidad es una condición donde las matemáticas se descomponen. La singularidad clásica es la división por cero, cuando uno se divide por cero pueden surgir todo tipo de errores, por lo que se concluye que la división por cero es imprecisa. El Big Bang equivale a una singularidad. Por lo tanto, el Informe 2 llegó a la siguiente conclusión:

Por lo tanto, la segunda corrección cuántica en la ecuación de Friedmann elimina la singularidad del Big Bang7.

El informe 2 afirmó haber resuelto varios problemas. Entre esos problemas estaba la identificación de la materia oscura y la identificación de la energía oscura o, alternativamente, la constante cosmológica. La materia oscura se ha invocado para explicar movimientos rápidos y extraños de los objetos que orbitan alrededor de las galaxias. Esta nueva cosmología identifica a la materia oscura como los bosones en hipótesis. La energía oscura o la constante cosmológica, asciende a una repulsión que el espacio tiene por sí mismo. Científicos seculares piensan que la aparente aceleración de objetos muy distantes en el universo es una prueba de esta repulsión, aunque hay que señalar que George Ellis, un cosmólogo muy conocido, ha señalado que esta conclusión podría basarse en una interpretación errónea de los datos8. La nueva cosmología sugiere que esta aparente repulsión es el resultado de una onda mecánica cuántica.

SI NO HUBO BIG BANG EN EL PASADO, ENTONCES, ¿CÓMO EMPEZÓ EL UNIVERSO?

¿Qué significa este nuevo estudio? Primero que todo, no espero que muchos científicos abandonen el modelo del Big Bang a favor de este nuevo modelo. El modelo del Big Bang está arraigado firmemente (el Big Bang es demasiado grande para fallar, por así decirlo), por lo que no muchos científicos lo abandonarán por propia voluntad. El descubrimiento del fondo cósmico de microondas hace medio siglo se toma como la gran prueba del modelo del Big Bang. Se requeriría una reevaluación completa del fondo cósmico de microondas para desalojar el apoyo generalizado que tiene el modelo del Big Bang. Hay algunos científicos que están comprometidos con la creencia de un universo eterno, algunos de ellos probablemente se sentirán atraídos por este nuevo modelo. Creo que ésta podría ser la motivación de los autores de este nuevo estudio. Si no hubo Big Bang en el pasado, entonces, ¿cómo empezó el universo? Por supuesto, existe la opción de la creación bíblica, pero esto no parece ser la creencia subyacente de los autores de este nuevo estudio. Ellos aún no han indicado lo que piensan. Una posibilidad es que tal vez propongan que el universo es oscilante. Normalmente, la idea de un universo oscilante es una serie infinita de un Big Bang, seguida de expansión, una contracción final, dando lugar a un gran crujido, seguido de un nuevo ciclo iniciado por otro Big Bang. Sin embargo, si nunca hubo un Big Bang, como lo afirman estos autores, entonces, un universo oscilante sufriría expansión y contracción sin pasar por una singularidad. Otra posibilidad es que el Big Bang no fue una singularidad, y que antes del Big Bang existía el universo eternamente en un estado diferente del actual.

Conclusión

¿Cómo podrían otros científicos oponerse a la nueva teoría? Una vía podría ser disputar la geometría alterna utilizada en este modelo. Al hablar de su conclusión de que no existió la singularidad del Big Bang en el pasado, los autores del Informe 2 declararon lo siguiente:

Esto es precisamente lo que se espera del no-enfoque de geodésicas y la ecuación cuántica de Raychaudhuri9.

Es decir, la solución estaba en cuándo asumieron una geometría que no permitía singularidades. Dada la naturaleza de su suposición geométrica, habría sido difícil llegar a cualquier otra conclusión. Sin embargo, hay otras cosas por las cuales objetar, como la manera en que los autores incluyeron la mecánica cuántica. En resumen, no espero que este modelo gane mucha tracción, así que no estoy muy preocupado por él. Informes previos han afirmado la eliminación de un comienzo para el universo al explicar la energía oscura y la expansión10. Algunos de estos modelos parecen estar bien al principio, pero los problemas surgen mucho después de haber tenido la atención de los medios de comunicación.

¿Qué pasaría si una teoría como ésta ganara tracción? Sería un gran problema para los cristianos que han mezclado la creación de Génesis con el Big Bang. Si interpretáramos Génesis en términos del Big Bang y el mundo decidiera aceptar algún otro modelo que no fuera el Big Bang, entonces se socavaría la autoridad de la Escritura. Es por esto que es importante examinar las ideas del hombre a la luz de la Biblia en lugar de hacerlo al revés11.