Astrofísica

El Universo podría no tener fin, pero sí ha tenido un origen

Un cosmos que se expande y contrae de manera infinita también mantiene la gran incógnita del principio

El Universo podría no tener fin, pero sí ha tenido un origen

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Pablo Javier Piacente

Una nueva teoría sostiene que, aunque el Universo podría "rebotar" indefinidamente en una interminable sucesión de ciclos de expansión y contracción, esa idea no elimina la necesidad de un principio: de una u otra forma, el cosmos tiene que haber tenido un origen.

Un nuevo estudio realizado por los físicos Will Kinney y Nina Stein, de la Universidad de Búfalo, en Estados Unidos, aborda críticamente algunos modelos cosmológicos que proponen que el Universo se expande y contrae en ciclos infinitos. Según los científicos, esta idea tiene un problema: el origen. Para los investigadores, estos modelos cíclicos deben tener necesariamente un comienzo y no suprimen el gran enigma sobre el principio o momento de singularidad inicial. 

Según una nota de prensa, el estudio, publicado recientemente en Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, comprueba que los modelos cosmológicos que sostienen que la entropía, o sea el “desorden” que caracteriza en un momento a todo sistema, puede superarse a través de ciclos perpetuos de expansión y contracción, no logran eliminar la necesidad de un comienzo. En otras palabras, siempre hay un punto en el que no encontramos respuesta a la eterna pregunta: ¿qué vino antes de eso?

Tratando de explicar el origen

La teoría de la inflación cósmica, una de las más aceptadas en este campo, indica que el Universo primitivo se caracterizó por un período de rápida expansión desde una singularidad inicial, seguido por el supercaliente Big Bang que forjó los elementos primordiales que permitieron conformar galaxias, estrellas, planetas y los átomos que constituyen a todos los seres vivos. Sin embargo, esta teoría logra explicar aquello que sucedió durante y después de la rápida expansión, pero no explica qué pasó antes de eso y no describe las características de la singularidad inicial.

Al parecer, estas teorías puestas a prueba por los físicos estadounidenses podían suprimir esa zona de incertidumbre, que ha motivado la curiosidad del ser humano desde tiempos inmemoriales. Al suponer que este comportamiento de “repetición” de ciclos es perpetuo, las teorías concentradas en la noción del “Gran Rebote” sostienen que el Universo no debería tener principio ni fin. Solo habría ciclos eternos de crecimiento y reducción, que se extienden para siempre hacia el futuro y hacia el pasado.

La idea es atractiva en términos prácticos, porque mientras el “Big Bang” marca la necesidad de un momento de singularidad inicial previo a la gran explosión, en el cual las nociones de tiempo y espacio se modifican y la realidad no puede explicarse por las leyes físicas conocidas, el “Big Bounce” o “Gran Rebote” elimina la molesta incógnita del origen suponiendo que nuestro Universo es en realidad el “eco” de un cosmos previo. 

El “molesto” principio es ineludible

Sin embargo, hay otro problema: la entropía o “desorden” que se acumularía en cada ciclo, derivando en que cada uno de ellos sea diferente al anterior. Frente a esto, un modelo cíclico reciente soluciona este problema de acumulación de entropía, al proponer que el Universo se expande mucho con cada ciclo, diluyendo ese desorden. En resumen, todo se “estiraría” tanto que sería posible deshacerse de estructuras cósmicas como los agujeros negros, devolviendo al Universo a su estado homogéneo original antes de que comience otro rebote o nuevo ciclo.

Ahora, Will Kinney y Nina Stein han logrado comprobar que al resolver el problema de la entropía se crea una situación en la que el Universo tuvo que tener necesariamente un comienzo. Los investigadores han demostrado que cualquier modelo cíclico que elimine la entropía por expansión debe tener obligatoriamente un principio.

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La idea de la existencia de un punto en el tiempo antes del cual no había nada, ni siquiera tiempo y espacio, es molesta para los científicos y subyuga a cualquier mortal. Al parecer, aún no ha sido posible eliminarla por completo y será necesario seguir buscando alguna respuesta, si es que realmente existe.

Referencia

Cyclic cosmology and geodesic completeness. William H. Kinney and Nina K. Stein. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2022). DOI:https://doi.org/10.1088/1475-7516/2022/06/011