¿Cómo llegó a ser el universo?

Es quizás el mayor Gran Misterio, y la raíz de todos los demás. Las preguntas más grandiosas de la humanidad: ¿Cómo comenzó la vida? ¿Qué es la conciencia? ¿Qué es materia oscura, energía oscura, gravedad? – proviene de él.

«Todos los demás misterios se encuentran aguas abajo de esta pregunta», dijo Ann Druyan, autora y viuda del astrónomo Carl Sagan. «Me importa porque soy humano y no me gusta no saber.»

A pesar de que las teorías que intentan resolver este misterio se vuelven cada vez más complejas, los científicos están obsesionados por la posibilidad de que algunos de los eslabones más críticos de su cadena de razonamiento estén equivocados.

Misterios fundamentales

De acuerdo con el modelo estándar del Big Bang, el universo nació durante un período de inflación que comenzó hace unos 13,8 mil millones de años. Como un globo de rápida expansión, se hinchó de un tamaño más pequeño que un electrón a casi su tamaño actual en una pequeña fracción de segundo.

Inicialmente, el universo estaba impregnado solo por energía. Parte de esta energía se congeló en partículas, que se reunieron en átomos de luz como hidrógeno y helio. Estos átomos se agruparon primero en galaxias, luego en estrellas, dentro de cuyos hornos ardientes se forjaron todos los demás elementos.

Esta es la imagen generalmente acordada de los orígenes de nuestro universo tal como la representan los científicos. Es un modelo poderoso que explica muchas de las cosas que los científicos ven cuando miran al cielo, como la notable suavidad del espacio-tiempo a gran escala y la distribución uniforme de galaxias en lados opuestos del universo.

Pero hay cosas en esta historia que hacen que algunos científicos se sientan incómodos. Para empezar, la idea de que el universo sufrió un período de inflación rápida al principio de su historia no se puede probar directamente, y se basa en la existencia de una forma misteriosa de energía en el comienzo del universo que ha desaparecido hace mucho tiempo.

«La inflación es una teoría extremadamente poderosa, y sin embargo todavía no tenemos idea de qué causó la inflación o si es la teoría correcta, aunque funciona extremadamente bien», dijo Eric Agol, astrofísico de la Universidad de Washington.

Para algunos científicos, la inflación es una adición torpe al modelo del Big Bang, una complejidad necesaria anexa para que encaje con las observaciones. Esta no sería la última adición.

«También hemos aprendido que tiene que haber materia oscura en el universo, y ahora energía oscura», dijo Paul Steinhardt, físico teórico de la Universidad de Princeton. «Así que la forma en que funciona el modelo hoy en día es decir, ‘OK, tomas algo de Big Bang, tomas algo de inflación, lo ajustas para que tenga las siguientes propiedades, luego agregas una cierta cantidad de materia oscura y energía oscura.»Estas cosas no están conectadas en una teoría coherente.»

Steinhardt se preocupa de que los cosmólogos actúen más como ingenieros que como científicos. Si una observación no coincide con el modelo actual, adjuntan otro componente o juguetería con los existentes para que se ajusten. Los componentes no están conectados y no hay razón para añadirlos, excepto para hacer coincidir las observaciones. Es como tratar de arreglar un auto viejo agregando piezas nuevas de modelos nuevos pero diferentes. Esas piezas pueden funcionar a corto plazo, pero con el tiempo, necesita un automóvil nuevo.

Un universo sin edad

En los últimos años, Steinhardt ha estado trabajando con Anna Ijjas, física teórica de la Universidad de Harvard, en una alternativa radical al modelo estándar del Big Bang.

De acuerdo con su idea, llamada cosmología rebotante, el universo nació no solo una vez, sino posiblemente varias veces en ciclos interminables de contracción y expansión. La teoría reemplaza el » big bang «con un» gran rebote», que conecta suavemente los períodos de contracción y expansión del universo y resuelve muchos de los problemas que plagan la teoría de la inflación.

La pareja afirma que su teoría ekpirótica, o «cíclica», explicaría no solo la inflación, sino también otros misterios cósmicos, incluida la materia oscura, la energía oscura y por qué el universo parece expandirse a un ritmo cada vez más acelerado.

Aunque controversial, rebotando en la cosmología plantea la posibilidad de que el universo es eterno y auto-renovación. Es una perspectiva quizás aún más inspiradora que un universo con un principio y un fin definidos, ya que significaría que las estrellas en el cielo, incluso las más antiguas, son como luciérnagas de corta duración en el gran esquema de las cosas.

«Me gustaría esperar que el esfuerzo que la sociedad vierte en la investigación científica nos esté acercando a verdades fundamentales, y no solo a una forma de hacer herramientas útiles», dijo el astrónomo del Instituto de Tecnología de California, Richard Massey. «Pero estoy igualmente aterrorizado de descubrir que todo lo que sé está mal, y secretamente espero no saberlo».

Recursos adicionales:

• Lea la transcripción de la conferencia de Stephen Hawking sobre » El comienzo de los Tiempos.»
• Ver al físico Tom Whyntie explicar el comienzo del universo para principiantes.
• Echa un vistazo a este video de National Geographic sobre los orígenes del universo.

Este artículo fue actualizado el 27 de junio de 2019 por Tim Childers, colaborador de Live Science.