Los científicos que creen que el universo no tiene un principio (y desafían la noción del espacio-tiempo)

Si te preguntan cuál fue el principio del universo, el Big Bang es la primera respuesta que seguro te viene a la mente.

Hay científicos, sin embargo, que cuestionan que ese haya sido el comienzo.

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Ahora un joven investigador va más allá y afirma que quizás ni siquiera hubo un comienzo.

Se trata de Bruno Bento, investigador del Departamento de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Liverpool, en Reino Unido.

Bento es coautor de un artículo académico titulado “Si el tiempo no tuviera un comienzo”, que aún está bajo revisión por parte de otros expertos.

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Su teoría difiere del concepto tradicional que tenemos sobre el paso del tiempo, plantea un pasado infinito y ve al Big Bang como un evento más en un cosmos que siempre ha existido.

¿En qué consiste la propuesta de Bento y cómo desafía lo que sabemos sobre la evolución del universo?

Más allá de la singularidad

La física moderna tiene dos teorías que nos ayudan a explicar el universo.

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Por un lado está la mecánica cuántica, que describe las interacciones y partículas subatómicas.

Y por el otro lado está la relatividad general, que funciona muy bien para explicar la gravedad que rige lo que ocurre en el mundo macroscópico.

La teoría de la relatividad general nos lleva hasta 13.800 millones de años atrás, a los instantes inmediatamente posteriores al Big Bang, cuando todo existía a escalas diminutas.

Esa teoría de Einstein, sin embargo, se queda corta al momento de explicar qué pasó en el momento mismo del Big Bang, o qué pasó antes.

A eso es lo que los expertos llaman la “singularidad”, es decir, el punto en el que la teoría de la relatividad ya no sirve para explicar lo que está ocurriendo.

En esa singularidad, la materia está tan comprimida que la gravedad se vuelve tremendamente fuerte a escalas subatómicas.

Entonces, lo que se necesitaría para explicar lo que ocurrió durante y antes de esa singularidad es una teoría que unifique la mecánica cuántica y la relatividad general.

A esto es lo que los expertos llaman una teoría cuántica de la gravedad, en la que la gravedad se pueda explicar a nivel cuántico y ayude a describir lo que ocurre a esas escalas.

Y aquí es donde entra en juego la propuesta de Bento.

Átomos de espacio-tiempo

En su artículo, Bento recurre a la teoría de los conjuntos causales, un enfoque de la gravedad cuántica que sostiene que el espacio-tiempo está formado por unos bloques de construcción, “átomos de espacio-tiempo”, que van formando elementos.

De esa manera, la teoría de conjuntos causales resuelve el problema de la singularidad, porque según su visión no puede haber nada más pequeño que un átomo de espacio-tiempo.

“Según la teoría de conjuntos causales, lo que sentimos como el paso del tiempo corresponde al nacimiento de nuevos elementos del conjunto causal”, le dice Bento a BBC Mundo.

“Lo que llamamos ‘ahora’ es el nacimiento de un nuevo elemento”.

No tenemos un comienzo

El trabajo de Bento parte de esa idea para proponer que los conjuntos causales se han ido formando infinitamente, por lo cual el Big Bang no sería el comienzo del universo.

Para Bento siempre hay algo antes, es decir, los conjuntos causales serían infinitos en el pasado y el Big Bang sería solo un momento particular en la evolución del universo.

“Nuestro trabajo dice que si los conjuntos causales son la respuesta, nosotros no tenemos necesariamente un comienzo”, dice Bento.

El reto que Bento propone es desprenderse de la idea de “secuencia” en la que un elemento da lugar otro.

En vez de eso, sugiere pensar en un “devenir asincrónico” en que los elementos nacen de forma parcial y no total.

En su artículo, el investigador reconoce que esta idea del “devenir asincrónico” suena como un “acertijo fantasioso” y que es “necesario un nuevo tipo de matemáticas para entender el “devenir asincrónico” y sus consecuencias en la naturaleza del tiempo”.

El trabajo de Bento “ofrece los primeros pasos para establecer una comprensión matemática del Big Bang y su posible prehistoria”, según le dice a BBC Mundo el astrofísico Niayesh Afshordi, investigador en el Instituto Perímetro de Física Teórica en Canadá, quien no estuvo involucrado en este trabajo.

Bento espera que en futuros experimentos se puedan probar las consecuencias de modelos como los que él propone.