cosmología del big bang
Según las teorías existentes, nuestro universo nació hace unos 13.700 millones de años. En ese momento, toda la energía del universo estaba concentrada en una singularidad sin volumen. Luego, esta singularidad repentinamente explotó y se expandió rápidamente para formar el universo actual.
Esta teoría suena un poco difícil de aceptar, pero tiene mucho apoyo teórico. Hace unos cien años, los científicos descubrieron que el universo se está expandiendo. Luego, alguien lo invirtió y llegó a la conclusión de que el universo una vez se reunió en un solo punto, se formó a través del Big Bang y continuó expandiéndose hasta el día de hoy.
La singularidad es un concepto derivado de la teoría general de la relatividad de Einstein. Dado que no hay volumen, la densidad de la singularidad es infinita, la temperatura es infinitamente alta y la curvatura del espacio-tiempo es infinita.
Además, la ecuación de Rechaudhry, que describe los patrones de movimiento de la materia adyacente, puede predecir si las trayectorias de la materia convergen o divergen, y también es una de las evidencias de la teoría del Big Bang.
Es precisamente bajo la derivación directa de estas teorías que los científicos se han convencido más de la Teoría del Big Bang.
problemas de cosmologia del big bang
Sin embargo, aquí también hay un problema. De acuerdo con la teoría de Einstein, en o cerca de una singularidad, todas las leyes de la física tal como las conocemos se rompen. Sin embargo, mientras los científicos continúan especulando, parecen encontrar que las leyes de la física no colapsan, lo cual es una contradicción.
Por eso, Robert Brandenberger, cosmólogo teórico de la Universidad McGill de Montreal, señala: “Así que realmente no tenemos derecho a estar tan seguros cuando hablamos del nacimiento del universo a partir del Big Bang”.
Al mismo tiempo, al discutir la singularidad de los agujeros negros, los científicos también se enfrentarán a otra gran contradicción, es decir, la contradicción entre la relatividad general y la mecánica cuántica. No somos ajenos a esta contradicción, y fue el foco del debate entre Einstein y Bohr.
La relatividad general es una teoría determinista, lo que significa que cuando conocemos los parámetros relevantes de un cuerpo celeste en un momento determinado, ya está claro cómo se comportará en el siguiente segundo. La mecánica cuántica es bastante diferente. En el mundo microscópico, incluso si conocemos suficientes parámetros, no podemos juzgar dónde aparecerá una partícula en el próximo segundo, solo sabemos dónde puede aparecer y dónde aparecerá. ¿Qué tan probable es la ubicación? , no hay absolutamente ninguna garantía de que estará allí.
Esta es una de las contradicciones entre la relatividad general y la mecánica cuántica, y es especialmente evidente cuando se habla de singularidades. Entonces, ¿los científicos tienen una buena manera?
El físico teórico Saurya Das de la Universidad de Lethbridge en Alberta, Canadá, y sus colegas estaban tan intrigados por esta pregunta que, en busca de una respuesta, encontraron una teoría anterior a la Escuela de Copenhague, que es la mecánica de Bohm.
También hay una variable oculta en esta teoría que puede influir en el extraño comportamiento de las partículas microscópicas. Contrariamente a la incertidumbre propuesta por la mecánica cuántica, la teoría cree que esta variable oculta puede hacer que el cuanto tenga una posición y un momento definidos al mismo tiempo, es decir, puede ser descrito por una trayectoria clara.
Es bajo la forma de esta teoría que Das y otros calculan un término de corrección que a su vez puede incluirse en la teoría general de la relatividad de Einstein.
Entonces, apareció el resultado sorprendente: cuando extendieron el tiempo a una escala extremadamente larga, encontraron que el universo no se remonta a una singularidad, sino que tiene un pasado infinito. Es decir, los resultados de esta teoría nos implican: ¡el universo no tiene principio, su historia no tiene fin, y es infinitamente antiguo!
“Nuestra teoría sugiere que la edad del universo puede ser infinita”, dijo Das.
Verificación teórica
Aunque este resultado teórico es impactante, de hecho es lo que derivaron. Además, Das descubrió que el término de corrección cuántica en su ecuación también podría explicar la materia oscura en el universo.
Sabemos que existe una especie de materia oscura en el universo, que representa alrededor del 85% de la masa total del universo. Proporcionan gravedad, pero no interactúan con la materia visible de otras formas, lo que los hace extremadamente difíciles de observar. Y ni la relatividad ni la mecánica cuántica han explicado la naturaleza de la materia oscura, y la investigación de Das et al también ha contribuido a la materia oscura.
Señaló que si su teoría es correcta, el universo puede estar lleno de superfluidos formados por una partícula hipotética, posiblemente un llamado gravitón, un tipo de partícula que puede formar la gravedad; también podría ser el legendario axión, también un partícula misteriosa que existe en teoría pero permanece sin descubrir.
El equipo de investigación cree que a través de esta inferencia, podemos usar la distribución de la materia oscura en el universo para ver si coincide con las propiedades superfluidas descritas por su teoría cuántica revisada para juzgar la exactitud de esta teoría. “Si nuestros resultados coinciden con eso, o incluso aproximadamente, es una buena noticia”, dijo.
el comienzo del universo
Por supuesto, esta no es la única teoría que puede reconciliar la relatividad con la mecánica cuántica. Como todos sabemos, la más prometedora para unificarlos en la actualidad es la teoría de cuerdas.
Hay una rama de la cosmología de cuerdas gaseosas en la teoría de cuerdas, que también describe la evolución del universo, argumentando que el universo estuvo en un estado relativamente estático durante un largo período de tiempo. Esto es muy especial, porque casi todas las demás teorías sugieren que el universo fue una vez más que estático, e incluso tuvo un estado de contracción, cuando se contrajo hasta un punto muy pequeño y comenzó a expandirse nuevamente.
No importa qué teoría sea, si la singularidad realmente existe o no, todas las teorías han llegado al consenso de que nuestro universo ha experimentado un período de espacio muy pequeño, materia muy densa y temperatura muy alta.
Entonces, si nos remontamos más atrás, ¿el universo ha tenido alguna vez ese big bang? Si no, ¿qué experimentó el universo antes de entrar en este período de contracción hasta su límite? ¿Realmente tiene un pasado infinito?
Me temo que estas preguntas permanecerán sin resolver durante mucho tiempo. Tal vez necesitemos comprender el nacimiento del universo y el concepto de espacio y tiempo desde una dimensión superior. Entonces, la respuesta realmente tendrá que esperar mucho tiempo para surgir. .
