Para entrar un poco en contexto debemos retroceder en el tiempo y el espacio hasta la era del Big Bang, donde nos topamos con una singularidad. Hasta ahora, la Teoría de La Relatividad General nos ha proporcionado la mejor comprensión del universo, rastreando su evolución hasta la singularidad. Para avanzar más, y conocer lo que había antes de la singularidad, si es que había un “antes” los físicos recurren a la gravedad cuántica.
¿Comenzó alguna vez el tiempo? Es difícil decidir qué respuesta es más inquietante, al principio pudo haber un comienzo, o tal vez no hubo un comienzo. Pueda que nuestro Universo siempre haya existido, y una nueva teoría de la gravedad cuántica revela cómo podría funcionar.
El equipo empleó una nueva teoría de la gravedad cuántica, llamada teoría de conjuntos causales. Según esta teoría el espacio y el tiempo se descomponen en trozos discretos de espacio-tiempo. En cierto nivel, hay una unidad fundamental de espacio-tiempo. Utilizando este enfoque de conjunto causal para explorar el comienzo del Universo, los científicos descubrieron que es posible que el Universo no haya tenido un comienzo, que siempre ha existido en el pasado infinito y solo recientemente evolucionó hacia lo que llamamos el Big Bang.
Tanto la física cuántica, como la relatividad general, han resultado ser teorías extraordinariamente efectivas a la hora de desmantelar los misterios del Universo. Sin embargo, la gravedad cuántica sigue sin concretarse y es quizás el problema más frustrante al que se enfrenta la física moderna. La relatividad general, por otro lado, es la descripción más poderosa y completa de la gravedad jamás ideada. Pero lamentablemente tiene sus limitaciones, en ciertos lugares específicos como los agujeros negros y el comienzo del Universo, las matemáticas de la relatividad general simplemente se rompen.
Stephen Hawking fue quien logró demostrar que la Relatividad General (RG) se rompe en la singularidad del Big Bang, pero dejó abierta la posibilidad de que el Big Bang no sea el comienzo del tiempo, sino que haya sido precedido por una era de gravedad cuántica que no puede ser captada por la RG. Por lo tanto, la cuestión del comienzo del tiempo debe abordarse dentro de una teoría de la gravedad cuántica, explican los autores.
La teoría de conjuntos causales reinventa el espacio-tiempo como una serie de trozos discretos, o “átomos” de espacio-tiempo. Esta teoría pondría límites estrictos a la proximidad de los acontecimientos en el espacio y el tiempo, ya que no pueden estar más cerca que el tamaño del “átomo”. Por ejemplo, si estás mirando tu pantalla leyendo esto, todo parece suave y continuo. Pero si miraras la misma pantalla a través de una lupa, podrías ver los píxeles que dividen el espacio, y te darías cuenta de que es imposible acercar dos imágenes en tu pantalla a más de un solo píxel, explica Live Science.
El enfoque del conjunto causal elimina claramente el problema de la singularidad del Big Bang porque, en la teoría, no es posible que existan las singularidades. Es decir, sería imposible que la materia se comprima en puntos infinitamente diminutos; no pueden ser más pequeños que el tamaño de un átomo de espacio-tiempo. Aquí es donde volvemos a la pregunta inicial, sin una singularidad del Big Bang, ¿cómo sería el comienzo de nuestro Universo?
Todavía hay mucho trabajo por aquí, pero físicos dicen que lo que percibimos como el Big Bang puede haber sido solo un momento particular en la evolución de este conjunto causal siempre existente, no un verdadero comienzo.
El artículo se encuentra publicado en la base de datos de preimpresiones arXiv.
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