El principio del universo

Hay una situación incómoda para todo físico sobre Big Bang. Los modelos con los que contamos no pueden evitar un momento singular en el mismo instante de producirse. Una vez eliminados los modelos de estado estacionario debido a la abrumadora importancia de las pruebas encontradas, sólo parece haber lugar para un Big Bang. Según las teorías físicas con la que contamos debería de haber una singularidad en el instante cero del tiempo, el momento en el que se dio el Big Bang. El tiempo, el espacio, la materia y la energía surgirían en ese momento. No habría habido antes. La Relatividad General no puede decir mucho más si hay una singularidad inicial. Algunos modelos cosmológicos rudimentarios de la teoría cuántica de lazos evitan una singularidad inicial y apuntan a un universo previo en el infinito pasado que se colapsó y rebotó hasta producir lo que llamamos Big Bang

Para evitar este problema de momento inicial se han propuesto otras soluciones. Una propuesta sería que el Universo sufriera una inflación eterna. Otra que fuera cíclico de alguna manera. Y otra que la singularidad inicial sería una especie de singularidad desnuda que existiría previamente desde el infinito pasado. Pero según Alexander Vilenkin, de Tufts University, muchos de estos modelos todavía necesitan un principio, un momento singular.

Uno de esos modelos propuestos en el pasado sería aquel en que el Universo podría sufrir una inflación eterna en la que surge un universo tras otro. Según esta idea podría haber un tiempo infinito hacia el pasado. La inflación eterna es una consecuencia natural de la idea de inflación que introdujo Alan Guth en 1981. El universo se expande y, mientras tanto, se van produciendo burbujas con otros universos que van sufriendo sus respectivamente inflaciones. Habría una especie de «universo» que serviría de «semilla» para otros universos y que existiría desde siempre y para siempre. Incluso se ha especulado con la posibilidad de que se formen estas burbujas tanto hacia atrás como hacia adelante del tiempo. Un multiverso de este tipo no necesitaría de un principio aunque cada universo en particular lo tuviera.

Sin embargo, ya en un trabajo de 2003 varios físicos encontraron que había un límite que evitaba la inflación en ambas direcciones del tiempo, simplemente la inflación no podía ser eterna hacia el pasado y debe de haber un borde. Por tanto, la inflación podía ser eterna hacia el futuro, pero no hacia el pasado.

La opción del universo «cíclico» parece que tampoco funciona en este aspecto. Según esta idea el Big Bang no sería más que el momento de rebote del colapso de un universo previo. El Universo sufriría un ciclo infinito de expansiones y contracciones que darían infinitos Big Bangs. La idea tiene atractivo, pero algunas pegas. La primera es que todavía no hemos encontrado el mecanismo que permita el colapso del Universo, pues no parece contener suficiente masa que pare la expansión, e incluso parece que esta expansión se está acelerando.

La segunda pega es la entropía, que mide el grado de desorden de un sistema. No se ha encontrado la manera de evitar que el desorden se vaya acumulando. Al cabo de un tiempo infinito este desorden sería enorme, sería máximo. Si hemos pasado por infinitos ciclos entonces necesariamente estaríamos rodeados de un desorden que simplemente no vemos. Si en cada ciclo el Universo se hace más grande el desorden se puede diluir, pero esto tampoco puede funcionar, según Vilenkin. Al final resulta que el Universo debe de haberse formado en algún momento del pasado.

Otra propuesta es la del huevo cósmico, idea que básicamente mantiene que el Universo siempre ha existido en cierto estado singular y que finalmente explotó en lo que llamamos Bing Bang. Según Vilenkin este «huevo cósmico» no puede haber existido por siempre, ya que las inestabilidades cuánticas le hubieran forzado a colapsarse en un tiempo finito. Según Vilenin todo indica que el Universo tuvo un principio.

Este investigador ha seguido explorando este aspecto llegando a nuevas conclusiones al respecto y todas apuntan en la misma dirección. Según él los datos observacionales con los que contamos no son compatibles con un Universo sin principio ni fin.

Pero Vilenkin no es el único con esta opinión. Leonard Susskind, de Stanford University, también cree que es el Universo tuvo un principio. Según argumentos termodinámicos el Universo no puede haber existido por siempre. De nuevo es el argumento de la entropía. Como el Universo tiene cierto orden tiene que haber tenido un principio.

Desde el punto de vista filosófico, el que el Universo tenga o no un principio es importante, pues algunos siempre pueden colocar ahí a un creador. Lo malo de ir colocando a Dios en entes físicos es que tarde o temprano hay que quitarlo.

Pero no importa si tenemos o no un modelo falsable y correcto que nos explique estos asuntos, sino si podemos concebir mecanismos que permitan explicar un Universo que surja desde la nada con o sin un principio.

La malo es que carecemos de una teoría de la gravedad cuántica satisfactoria (las cuerdas no explican nada, como todo el mundo sabe) y ni siquiera tenemos una buena idea de la causalidad, de lo que es el tiempo, si es existe o si realmente es una propiedad emergente.

No obstante, nadie sensato que piense «a la Zenón» puede concebir un pasado infinito en una línea temporal con flecha de tiempo que llegue hasta un momento presente específico