Sin Big Bang: ¿nuestro universo es el resultado de un universo anterior?
En un artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters, los autores dicen que se puede detectar una señal, conocida como fondo de onda gravitacional cósmica (FCOG), que podría refutar el Big Bang.
La inflación cósmica es la expansión exponencial del espacio-tiempo al comienzo del universo. A eso se refieren los científicos cuando hablan del Big Bang. Pero, ¿y si pudiéramos excluirlo? ¿Qué pasaría si pudiéramos hacerlo sin siquiera hacer suposiciones? Una señal clara e inequívoca en el cosmos podría eliminar la inflación como posibilidad. Así lo confirman astrofísicos de la Universidad de Cambridge, la Universidad de Trento y la Universidad de Harvard. En un artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters , los autores dicen que esta señal, conocida como el fondo de ondas gravitacionales cósmicas (FCOG), se puede detectar, pero quedan desafíos técnicos y científicos.
Según el primer autor del artículo , el Dr. Sunny Vagnozzi, del Instituto Kavli de Cosmología de Cambridge, ahora en la Universidad de Trento, la inflación explica varios problemas de ajuste fino en el llamado modelo «hot big bang». Además, las fluctuaciones cuánticas explican el origen de la estructura de nuestro Universo. “Sin embargo, la gran flexibilidad exhibida por los posibles modelos de inflación cósmica, que cubren un panorama ilimitado de resultados cosmológicos, genera preocupaciones de que la inflación cósmica no es falsable. Incluso si se pueden descartar modelos inflacionarios individuales. ¿Es posible, en principio, probar la inflación cósmica de forma independiente del modelo? »
Fondo de microondas cósmico
Cuando el satélite Planck midió por primera vez el fondo cósmico de microondas (CMB), conocido como la fuente de luz más antigua del universo, algunos científicos cuestionaron la posibilidad de inflación cósmica. Según el profesor Avi Loeb, coautor del artículo de Vagnozzi, los resultados de Planck se promocionaron como prueba de la inflación cósmica en el momento de su anuncio. Sin embargo, es posible que los resultados en realidad demuestren lo contrario.
Al igual que Anna Ijjas y Paul Steinhardt, Loeb cree que los resultados de Planck muestran que la inflación causa más problemas de los que resuelve. Esto significaba que había que considerar una teoría radicalmente diferente del origen del universo. Por ejemplo, tal vez el universo no comenzó con una explosión. Quizás comenzó como un giro de un universo anterior que se contrae. Planck publicó mapas FDC que representan 100 millones de años antes de la formación de las primeras estrellas, el período más antiguo del universo que podemos ver. Es imposible para nosotros ver más allá.
Según Loeb, el borde del universo es la distancia que podría haber recorrido una señal que viaja a la velocidad de la luz en 13.800 millones de años desde el nacimiento del universo. Actualmente, el borde del universo se encuentra a 46.500 millones de años luz debido a la expansión del universo. Nuestro volumen esférico dentro de este límite es como una excavación arqueológica en la que descubrimos capas de historia cósmica que se remontan hasta el Big Bang. Es el último horizonte de nuestro universo. Es imposible predecir qué hay más allá de este horizonte”, explicó Loeb.
Los orígenes del universo
Podría ser posible comprender mejor los orígenes del universo mediante el estudio de los neutrinos, que constituyen la mayor parte de la masa del universo. La temperatura del universo de diez mil millones de grados permitió que los neutrinos se movieran libremente sin dispersarse poco después del Big Bang. “El universo actual debe estar lleno de reliquias de neutrinos de esa época”, dijo Vagnozzi. Vagnozzi y Loeb afirman que es posible retroceder aún más en el tiempo siguiendo el rastro de los gravitones, partículas que median la fuerza de la gravedad.
“El Universo fue transparente a los gravitones hasta el momento más antiguo rastreado por la física conocida. Se llama el tiempo de Planck: 10 potencia -43 segundos, cuando la temperatura era la más alta imaginable: 10 potencia 32 grados”, dijo Loeb. “Una comprensión adecuada de lo que vino antes requiere una teoría predictiva de la gravedad cuántica, que no tenemos. Cuando los gravitones podían viajar libremente a través del Universo sin dispersarse, Vagnozzi y Loeb creen que debería haberse formado un fondo remanente de radiación gravitacional térmica cuya temperatura está justo por debajo de un grado por encima del cero absoluto: ondas gravitacionales de fondo cósmico (FCOG).
El Big Bang y el FCOG
La teoría del Big Bang, sin embargo, no está de acuerdo con la existencia de la FCOG. Debido a la inflación exponencial, las reliquias como FCOG se han diluido hasta el punto de ser indetectables. Al detectar el FCOG, se podría probar que la inflación cósmica no existe y, por lo tanto, descartarla. Es posible realizar una prueba de este tipo en el futuro y, en teoría, FCOG puede detectarse, según Vagnozzi y Loeb. Además de los fondos de radiación de microondas y neutrinos, el FCOG contribuye al balance de rayos cósmicos. Las sondas cosmológicas de próxima generación podrían proporcionar la primera medición indirecta de FCOG. Esto se haría detectando su efecto sobre la tasa de expansión cósmica del Universo primitivo.
Si uno detecta un fondo de ondas gravitacionales de alta frecuencia, con picos de alrededor de 100 GHz, sería una «pistola humeante» para detectar FCOG. Esta detección sería extremadamente difícil y requeriría avances tecnológicos sustanciales en el campo de los girotrones y los imanes superconductores. Aun así, la investigación futura puede identificar esta señal, dicen los investigadores.
