NeoFronteras

¿Y si el Big Bang no existió?

Área: Física — Lunes, 16 de Septiembre de 2013

Proponen que nuestro universo se originaría a partir del colapso estelar de una supernova de un universo de dimensión superior.

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El Big Bang lo tenemos asumido como el mejor paradigma posible para explicar el origen del Universo, pero de vez en cuando aparece alguna alternativa. Al fin y al cabo, algunos aspectos del Big Bang no están del todo claros y otros han sido resueltos de manera poco elegante, aunque todos las medidas experimentales apoyan hasta ahora este modelo.
En 2000 se publicó un trabajo interesante realizado por Gia Dvali, de la Universidad Ludwig Maximilians en Munich, y sus colaboradores. Este grupo de físicos propuso un mecanismo por el cual una gravedad newtoniana tridimensional podía emerger a partir de un espacio cuatrimensional (a partir de este punto vamos a obviar la dimensión temporal que asumiremos siempre presente).
A este trabajo no se les prestó mucha atención hasta que recientemente Niayesh Afshordi, del Perimeter Institute for Theoretical Physics en Waterloo (Canada), y sus colaboradores desarrollaron un poco más esta idea. Publicaron hace unos días sus hallazgos en el repositorio ArXiv.
Quizás lo que percibimos como universo y como Big Bang no sea más que una apariencia y que, en realidad, nuestro universo no es más que una brana tridimensional dentro de un espacio cuatridimensional producto de un colapso estelar de un universo superior.
En ese universo cuatrimensional habría estrellas cuatridimensionales que, si fueran masivas, colapsarían en agujeros negros. Esos agujeros negros tendrían un horizonte de sucesos cuya “superficie” sería tridimensional. Pues bien, según este nuevo trabajo, las condiciones de una brana en las cercanías de ese horizonte según colapsa la estrella original parecen remedar las condiciones del Big Bang.
El modelo del Big Bang presenta el problema de que no hay mecanismo que permita a partir de la singularidad inicial en t=0 generar el propio Big Bang. Es de suponer que una teoría cuántica de gravedad podría arrojar un poco de luz sobre el asunto, pero de momento no tenemos esa teoría. El propio Big Bang se asume como un hecho demostrado por varias pruebas experimentales que apoyan lo que pasó justo después, pero no sobre instante inicial.
Otro problema que presentaba el Big Bang es la gran homogeneidad e isotropía del Universo. Miremos a donde miremos todo parece ser muy parecido, sobre todo el fondo cósmico de microondas. Pero no hubo tiempo para que todo termalizase y se pusiera a la misma temperatura. La solución a esto vino de la idea de la Inflación. Según esta hipótesis el Universo experimento una expansión muy acelerada (hiperlumínica, pues el límite de la velocidad de la luz es aplicable a los objetos que se mueven dentro del espacio, pero no se aplica a la expansión del propio espacio). El universo observable sería una pequeña parte de un universo mucho mayor y este universo observable provendría de un pequeño punto ya termalizado antes de la inflación y por eso se nos antoja ahora homogéneo e isótropo. La inflación habría además amplificado las pequeñas fluctuaciones primordiales que habrían introducido pequeñas inhomogeneidades en donde la gravedad pudo hacer crecer las galaxias. Estas pequeñas fluctuaciones son las que supuestamente se aprecian en el fondo cósmico de radiación gracias a las misiones WMAP y Planck.
No está claro qué pudo provocar la inflación. Se ha asumido que pudo hacerlo un campo escalar mediado por una partícula denominada inflatón. Incluso algunas versiones del bosón de Higgs podrían haber hecho el trabajo. El problema es que la inflación pudo haber sido demasiado caótica como para poder conseguir la homogeneidad que precisamente trata de imponer. Tampoco se ha encontrado aún el campo o partícula responsable de la inflación.
Este equipo de investigadores ha estudiado en detalle la explosión y colapso de una estrella cuatrimensional. Descubrieron que en este caso la eyección de material estelar en una brana tridimensional por encima del horizonte de sucesos describe muy bien lo que llamamos Big Bang, solucionando el problema de la homogeneidad, pues nuestra brana 3D heredaría la termalización del universo 4D previo. Además, en este modelo no hay una singularidad inicial. Esa brana estaría en expansión y encajaría con la expansión que observamos. Si se extrapola esa expansión hacia atrás en el tiempo parecería que hubo un Big Bang y una singularidad inicial, pero no sería más que una apariencia.
Lo bueno de esta idea es que proporciona predicciones contrastables (es un requerimiento para que sea científica). Predice unos patrones en el fondo cósmico de microondas que pueden ser medidos.
Lo malo es que los patrones observados encajan mejor con el modelo Big Bang inflacionario que con esta idea. Afshordi espera resolver esta discrepancia de un 4% de alguna manera en el próximo futuro.
El otro gran problema es que no resuelve el origen del Universo, pues retrotrae el problema a un universo cutrimensional previo. Es el mismo problema que tiene la panspermia. Si la vida llegó a la Tierra desde fuera, ¿cómo surgió la vida en ese otro sitio?

Actualización:
Esta propuesta es distinta de aquella que mantiene que un agujero negro de nuestro universo puede dar lugar en su interior a otro universo y sobre la que, por ejemplo, Smolin se basa para su ideo de la selección darwiniana de universos.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4197

Fuentes y referencias:
Artículo de Afshordi,
Artículo de Dvali.
Ilustración de cabecera: spacetimetravel.org

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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9 Comentarios

  1. Dr. Thriller:

    Bueno, esto es una idea muy vieja, presente en numerosísimas culturas y que se la puede llamar el concepto de Creación en Continuo (en vez de Creación en Discreto que propone el paradigma del Gran Patapum). Es decir, nuestro Universo está contenido en otro mucho mayor, al tiempo que las fluctuaciones cuánticas del vacío (esto me da que ya no cuela xD) contendrían a su vez otros universos.

    Yo para mí todo esto son cojeras, interferencias, hipos, regüeldos, como se quiera llamar, culturales. Nuestra mitocultura tiene un origen complejo y confuso, pero en último término debe basarse en las limitaciones analíticas de nuestra biología (incluyendo sistema nerviso y en genérico forma de interaccionar con la realidad, incluyendo nuestra escala física), y de nuestro sistema de gestionar la autocognoscitividad. Con otras palabras: la mitología romana no podía prever (y no previó) cómo funciona la naturaleza, el mecanismo de selección natural ni la competencia por la supervivencia (no, ni eso supo interpretar adecuadamente). Tampoco la mitología china fue muy eficiente a la hora de abordar lo mismo o la geología, ni nuestra actual y ecléctica mitología barrocamente llamada judeocristiana (en realidad, de judeo no tiene ni el 2%, es 90% clásica pagana), por no poder, ni pudo tragarse la evidencia empírica del heliocentrismo y otros apuntes menores.

    Yo creo que ni podemos estar seguros de que lo que vemos *es* un fondo cósmico universal de microondas (mira que si es un ruído local…), que no podemos estar seguros que los desplazamientos al rojo sean exclusivamente debidos a efecto Doppler, que la escalera cósmica podría tener errores *muy* groseros (sobretodo a las distancias mareantes), y demás… sí, sí, todo encaja. No me gusta el Steady State porque apesta a luteranismo calvinista, y el Big Bang (en cuyo concepto entraron desde curas católicos, y lo cortés no quita lo valiente, excelentes científicos, hasta fascistas de aquí te espero) tiene un tufillo bíblico que tira para atrás.

    Vamos, que sí, que puede ser que no sea el n-ésimo flogisto que parimos. Pero a estas alturas me sorprendería un montón. Además, por favor, la Ciencia **siempre** es asombrosa, y el BB es de un rancio…

  2. Dr. Thriller:

    Dicho sea de paso, porque la neurona me patina un montón, buscamos desesperadamente contacto con otros seres inteligentes. Ya compartimos este planeta con ellos, nuestros parientes Neandertales por lo menos. Por lo que vamos sabiendo tenían una visión del mundo lo bastante diferente y al tiempo lo suficientemente humana para que sea una pérdida que ya no estén entre nosotros (una novela infinitamente más interesante que la parida de Parque Trifásico sería clonar Neandertales, que aunque se criarían como humanos obviamente habría diferencias, claro que no le daba la neurona al autor para tanto). Y probablemente los cetáceos también sean de una inteligencia perfectamente comparable a la nuestra, igualmente por lo que vamos sabiendo. Así que somos más “autistas” de lo que pensamos.

    Si al final es lo de siempre, nos buscamos a nosotros mismos.

  3. thetimethespaceandandtheman::

    “Dicho sea de paso, porque la neurona me patina un montón, buscamos desesperadamente contacto con otros seres inteligentes”

    Creo que este tema ya lo tratamos.

    La diferencia cultural.

    Inmensa.

    Sabemos (Ahora) que hasta los cuervos son capaces de elaborar herramientas adaptadas a una necesidad repentina (El video del cuervo haciendose un gancho con un alambre, para coger comida).

    Que los delfines ponen ‘nombres’ a los de su grupo.

    Que hasta las medusas son agricultoras, tienen en ellas colonias de hongos a los que les dan luz del sol subiendo a la superficie del amr, para luego, comerselos.

    Que los castores son estupendos arquitectos (Por no hablar de las cigueñas, menudo arte de equilibrio de construccion).

    Que los simios, hacen ‘batidas nocturnas’ en la frontera de su ‘zona’, para eliminar a grupos sivales, e incluso, guerras de agotamiento y destruccion contra ellos.

    Que con el lenguaje de signos, son capaces de ‘descubrir’ un mundo simbolico vedado a ellos, y enseñar ese lenguaje a sus descendencias.

    Que los pajaros cantan con una belleza que no precisan evolutivamente.

    ¿Tenemos el mas minimo deseo en contactar con ellos?.

    ¿Para qué?.

    Hace poco se trataba aqui el tema de si las matematicas son humanas o universales.

    No entre al tema, me temo que nunca podremos comprender consciencias no-humanas, como un castor no puede entender la ecuacion diferencial de riccati en arquitectura, aunque haga construcciones que la llevan dentro.

    Nuestros ultimos avances en deteccion de planetas extrasolares, me han llevado a la triste conclusion de que hace cientos de millones de años que podemos haber sido detectados (Como planeta) y por tanto, visitados.

    Da igual, son otra cosa, otro nivel.

    Me temo que si quieren, estan aqui.

    Pero afortunadamente, no nos molestan (Como nosotros no molestamos a los castores, ¿Para que?).

    O sea, a Dios rogando, y con el mazo dando.

    A trabajar con nuestro metodo, absolutamente humano, el cientifico.

    Y lo de este post (Todo un universo, a partir de una estrella de otra dimension)………………………bueno,,,,,,,,yo invitaria a tomar un coffee (Relaxing) a los creadores de tal obra.

    Madre de Dios,,,,, no digo que sean tonterias, no, pero vaya, como especulacion no se queda corto, ¿no?……….

  4. lluís:

    Buen, eso de que el Steady State apesta a calvinismo luterano,como comenta Dr.Thriller en su 1, no puede ser menos cierto. El steady state,fue el modelo defendido por Alfred Hoyle precisamente porque encontraba que el modelo estándar (el Big-Bang) tenía un enorme tufo creacionista (la Iglesia aceptó el modelo del Big-Bang,porque vió en este modelo el “acto creacional del Señor”).Es más fue Hoyle el que se invento el término “Gran Pedo”,para cachondearse de tal ” pedorrea cósmica”. Luego pasó lo que pasó al descubrirse que las estrellas se alejaban unas de otras. A cada uno lo suyo. En cuanto a que los modelos cósmicos gusten o no porque tengan concomitancias con aspectos creacionistas,pues quizás sea demasiado prejuicio. Aunque a uno particularmente le gustaría que el modelo que sea de universo,finalmente, nada tuviera que ver con un acto asimilable a un hecho creacionista de origen divino, puesto que las religiones lo aprovechan todo para llevar el agua a su molino.
    En cuanto al artículo en sí,ya estaba al corriente por haberlo leído antes de comentar aquí. Y me gusta esta idea,que no encuentro nada descabellada.Ojalá pudieramos decir adiós al Big-Bang,entre otras cosas lo de la “singularidad”,ese punto de supuesta densidad infinita,resulta difícil de digerir,y los cosmólogos siempre se han rascado bastante la cabeza con esa singularidad.Sin embargo sin fondo cósmico de radiación de microondas,la cosa se complica tanbién bastante (salvo que fuera algún tipo de ruido más bien local que a grandes escalas,como insinúa dr.thriller.

    – Y sí bien es cierto que el observatorio Planck confirmó la “inflación”,deja abierta la cuestión de cómo sucedió la inflación,tal y como dice el propio Dvali.Por su parte Afshordi y su equipo dicen haber encontrado una desviación del 4% en su modelo del agujero negro 4D,con su horizonte de sucesos 3D, respecto a predicciones hechas por el modelo estándar y su inflación.Afshordi ha dicho que confía en resolver esta discrepancia refinando su modelo.
    -¡Que lo refine!, quizás haya llegado el momento de decir adiós al ” Gran Pedo”. El gran Hoyle, must be rolling in his grave!.

  5. petrus:

    El universo 3D surgido de un agujero negro de otro universo 4D que, a su vez, surgió de otro ¿? , en sucesivas apariciones sin principio ni fin… El método científico nos condena a permanecer como náufragos, disciplinadamente anclados en esta balsa de la certeza falsable que nos va construyendo la ciencia día a día… Y me pregunto ¿ si la ciencia no la descubre, habrá más allá de estos horizontes alguna playa en la que desembarcar o hay que permanecer rigurosamente libres de cualquier esperanza que no esté avalada por los demás naúfragos ?.

  6. Dr. Thriller:

    Bueno, por alusiones (provocadas por moi xD). Yo no he dicho que Hoyle fuera calvinista-luterano (menuda combinación), pero en mi opinión su teoría fue “secuestrada” por una forma religiosa de ver el mundo, que no es la que existe en las sociedades que entraron en la Edad Moderna en un Ancien Régime católico.

    En general, y hablo por lecturas, porque evidentemente yo no estaba vivo en estas épocas, antes de lo de Penzias y Wilson tengo la sospecha de que en realidad nadie creía en estas cosas y ni les daban mayor importancia. No eran ni una otra ningún paradigma, y la Cosmología era un océano de ignorancia, ambas propuestas se veían simplemente como un alfiletero, aunque esto es una impresión mía leyendo textos contemporáneos. Dicho sea de paso, cuando se formuló el Estado Estacionario ya se conocía la “expansión” del Universo, eso es muy anterior, de hecho el EE explica la expansión por la creación (de la nada, tal cual) de nueva materia en los huecos de baja densidad que el Universo en su expansión va dejando.

    Lo de Penzias y Wilson trajo mucha cola, porque al interpretarse aquello como una radiación cósmica de fondo, resulta que era algo que predecía uno de los modelos del BB. Entonces fue como acertar la Primitiva, se convirtió en un paradigma de la noche a la mañana, pues casi literalmente. En mi opinión la ideología jugó un papel muy importante en esto (consciente e inconscientemente, claro está, y en todos los planos transversales posibles).

    Desde el círculo de amigos de FH (Hoyle) se ha desarrollado una nueva versión del EE que explica y encaja teóricamente la radiación de fondo, las nuevas teorías de EE explican y predicen numerosos fenómenos (aún por corroborar o desmentir), sin embargo, ni yo conozco los detalles, porque fuera de ese círculo el modelo está completamente abandonado, y a nadie le interesa hipotecar su carrera con él. No tengo ni idea si las aseveraciones de los defensores son correctas o erradas, no hay forma de aplicarles el método, por falta de recursos.

    No te niego que Hoyle desarrollara su teoría como un modo de cachondearse la escandalosa biblicidad creacionista del BB, pero los círculos religiosos, que en el país de tradición anglófona (nada de anglosajona, a mí ese palabro me horroriza, y ciertamente lo inventaron ellos, pero en el siglo XVIII para darle cobertura a la sustitución de los Estuardo por los Hannover en el RU, es decir, católicos por protestantes, ¿se puede ver un touche reivindicativo pagano? xD), rápidamente captaron muchas posibilidades que me temo que Hoyle no se paró a analizar: un Cosmos virtualmente infinito, es un Cosmos predeterminista, puesto que todas las opciones virtualmente tendrán lugar antes o después, o sea: todas. Y esta interpretación del modelo rápidamente se expandió como la pólvora, igual que los círculos de tradición más católica captaron en el acto las posibilidades del BB.

    La Ciencia siempre ha sido manipulada por las ideologías contemporáneas, no es nada nuevo como el racismo (ideología muy útil para la explotación socioeconómica) secuestró, hasta cierto punto con éxito, el imaginario popular respecto a la biología, por ejemplo.

  7. jesús zamora:

    Hombre, esto sería en realidad una EXPLICACIÓN del big bang, no una teoría según la cual NO EXISTIÓ el big bang. El “big bang” es simplemente la constatación empírica de que la toda energía del universo estaba extraordinariamente concentrada hace unos cuantos miles de millones de años y a partir de ahí se “desenrolló”. Qué es lo que pasó ANTES de que empezara a “desenrrollarse” es lo que intenta responder esta hipótesis

  8. Pocosé:

    “Poh er univerzo seh’tira por curpa de unoh’agueros negroh del’ostión, situaoh mah’ayá de onde noh pue llegá la luh debio ar mihmo ehtiramiento. Ehtoh superbichoh lo atren to cauno pa su lao y rematarán haziendo cachoh er universo conozío y zampandoze cauno la razión que puea, pa dehpuéh echarse uno d’elloh enzima d’otro pegando un cruhio der copon. Y guerta a’mpezah”
    Especulación concebida y publicada con el codo apoyado en la barra de una taberna perchelera, durante el trasiego de unas indeterminadas rondas de manzanillas muy fresquitos acompañadas de unos pescaitos fritos.

  9. Miguel Ángel:

    Mi amigo Pocosé:

    Muchas gracias por las risas. Si cada agujero negro se zampa una ración de Universo lo más grande posible, parece justo que hagas lo mismo con esos pescaítos. Eso sí, excluyendo chanquetes y otros pezqueñines.

    ¡Buen provecho y felicidades por tu buena filosofía de vida!

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