Soy cosmólogo y, después de mis conferencias, escucho preguntas como estas: ¿qué hay fuera del universo? ¿En qué se está expandiendo nuestro universo? ¿Se expandirá para siempre? Estas son preguntas naturales. Pero hay una pregunta más profunda. De hecho, queremos saber lo siguiente: ¿hay límites para nuestro conocimiento? ¿Hay algún límite de la ciencia?La respuesta, por supuesto, no lo sabemos de antemano. No sabremos si existen los límites del conocimiento, a menos que tratemos de superarlos. Hasta ahora, sus signos no se observan. Hay obstáculos, pero todos son temporales. Algunos me dicen: “Nunca sabremos cómo comenzó el universo. Nunca sabremos lo que sucedió antes del Big Bang ". Estas declaraciones demuestran una presunción notable de que podemos conocer de antemano una lista de todo lo que no podemos descubrir. Esto no solo es irrazonable, sino que tampoco está confirmado por toda la historia de la ciencia, que aún no ha cumplido tales restricciones. En el caso de la cosmología, nuestro conocimiento ha aumentado como nadie podría haberlo imaginado hace 50 años.
No podemos ver el infinito, nuestro campo de visión está limitado a 45.3 mil millones de años luz. Pero esto no nos impide comprender las leyes de la naturaleza.Y no se puede decir que la naturaleza no impone restricciones a lo que se observa y a cómo podemos observar algo. Por ejemplo, el principio de incertidumbre de Heisenberg limita nuestro conocimiento del movimiento de partículas, y la velocidad de la luz limita el alcance de nuestro campo de visión o la longitud del camino que puede recorrer en un momento dado. Pero estas restricciones solo hablan de lo que no podemos ver, y no de lo que no podemos reconocer. El principio de incertidumbre no impidió la comprensión de la mecánica cuántica, el comportamiento de los átomos o partículas virtuales, que, aunque no son visibles, todavía existen., - , , . , , , , , , , . , . – .
Con tal teoría, podemos responder la pregunta de lo que sucedió antes del Big Bang. La respuesta más simple es la menos satisfactoria. SRT y GRT conectan espacio y tiempo en una sola entidad: espacio-tiempo. Si se creó espacio durante el Big Bang, entonces quizás también el tiempo. En este caso, no hubo "antes". La pregunta es incorrecta. Por supuesto, esta no es la única respuesta posible, y debemos esperar la teoría cuántica de la gravedad y su confirmación experimental antes de ganar confianza en nuestra respuesta.Otra pregunta es si podemos saber qué hay más allá de nuestro Universo en el sentido del espacio. ¿Cuáles son los límites de nuestro universo? Podemos intentar adivinar la respuesta. Si nuestro espacio-tiempo apareció espontáneamente, lo que, como dije en mi último libro, "El universo de la nada" parece probable, entonces su energía total es cero. La energía representada por la materia es compensada por la energía representada por los campos gravitacionales. En otras palabras, algo puede venir de la nadasi algo es igual a nada Por el momento, se cree que el universo, cuya energía total puede ser cero, está cerrado. Tal universo es finito, pero no tiene límites. Así como puedes viajar a través de la superficie de una esfera para siempre sin encontrar ningún límite, probablemente puedas moverte por el universo. Si miras lo suficiente en una dirección, puedes ver nuestra nuca.En la práctica, esto es imposible, ya que el Universo observable es solo una parte de un volumen mucho mayor. Esto se debe al fenómeno de la inflación. La mayoría de los universos de tamaño microscópico que aparecen espontáneamente volverán a colapsar en el tiempo microscópico y no existirán durante miles de millones de años. Pero en algunos, el espacio vacío estará dotado de energía, y esto hará que el universo se expanda a una velocidad exponencial, al menos por un tiempo. Se cree que el período de inflación tuvo lugar en los primeros momentos de la expansión del Big Bang, y evitó el colapso del universo. En este proceso, el Universo se hinchó tanto que, en términos prácticos, ahora se ve plano e interminable, al igual que el campo de maíz en Kansas parece interminable, aunque se encuentra en una enorme esfera llamada Tierra. Por lo tanto, no vemos nuestras espaldas, mirando al espacio,aunque nuestro universo puede estar cerrado en la escala más grande. En principio, después de haber esperado lo suficiente, podríamos ver todo juntos, a menos que la inflación se reanude en nuestro Universo observable y no llegue a algún lugar de otras regiones del cosmos, inaccesible a nuestros ojos.En cuanto a la posibilidad de que las regiones invisibles para nosotros hasta ahora (o para siempre) puedan experimentar inflación, las teorías actuales llaman a este escenario el más probable. Si referimos la expresión "nuestro Universo" a esa área del espacio con la que tenemos una conexión, o con la que algún día tendremos una conexión, entonces la inflación fuera de esta región continúa creando otros universos. En nuestra área, la inflación puede ser breve, pero el espacio restante se expande exponencialmente para siempre, y en este proceso áreas aisladas, como la nuestra, a veces se separan de la expansión, a medida que se forman áreas aisladas de hielo en la superficie de un agua que fluye rápidamente si la temperatura cae por debajo del punto de congelación. Cada universo tendrá un comienzo, indicado por el fin de la inflación en este tramo de espacio.En este caso, el comienzo de nuestro universo puede no coincidir con el comienzo de los tiempos, otra razón para dudar de que el Big Bang es una limitación del conocimiento.
Galaxias en colisión. Tales fenómenos cesarán algún día, y los observadores del futuro distante nunca sabrán cuán dinámico solía ser nuestro Universo.Dependiendo del proceso que obliga a los universos a moverse desde el espacio de fondo, las leyes de la física en ellos pueden diferir. Decidimos llamar a esta colección de universos posibles "multiverso". La idea de un multiverso se ha arraigado en la comunidad científica, no solo porque está inspirada en la inflación, sino también porque la posibilidad de la existencia de muchos universos diferentes, cada uno de los cuales tiene sus propias leyes de la física, puede explicar los diferentes parámetros fundamentales de nuestro universo a primera vista. Estos parámetros son simplemente valores que aparecen aleatoriamente durante el nacimiento del universo.Si existen otros universos, entonces están separados de nosotros por grandes distancias, se alejan a grandes velocidades y, por lo tanto, no se pueden detectar directamente. ¿Significa esto que el multiverso es solo metafísica? ¿Es la confirmación de la existencia del multiverso la frontera fundamental de nuestro conocimiento? No necesariamente Aunque es posible que no veamos otro universo, podemos probar la teoría que condujo a su aparición, por ejemplo, al observar las ondas gravitacionales generadas por la inflación. Esto nos permitirá probar la naturaleza de la inflación, que condujo a la aparición de nuestro universo. Estas ondas son similares a las detectadas recientemente por el detector LIGO, pero tienen una fuente diferente. No provienen de cataclismos como colisiones de agujeros negros en galaxias distantes, sino de los primeros momentos del Big Bang, en el supuesto período de inflación.Si se pueden detectar directamente, lo cual es posible en diferentes experimentos que buscan rastros de estas ondas en la radiación relicta que queda del Big Bang, podemos estudiar la física de la inflación y determinar si la inflación infinita es una consecuencia de esta física. Entonces, no directamente, podemos verificar la existencia de otros universos, incluso sin observarlos directamente.En general, descubrimos que incluso las preguntas metafísicas más profundas, incluida la existencia de otros universos, que anteriormente no se suponía que fueran empíricamente posibles, podrían verificarse si los abordamos sabiamente. Hasta ahora, se desconocen los límites de lo que podemos descubrir combinando observaciones lógicas y experimentales.Un universo sin fronteras nos atrae y nos anima a continuar nuestra búsqueda. ¿Pero podemos estar seguros de que nunca encontraremos ningún límite de conocimiento? En realidad no
La inflación impone una limitación fundamental en la cognición, específicamente, en la cognición del pasado. Anula el universo, destruyendo toda la información sobre los procesos dinámicos anteriores. La rápida expansión del espacio durante la inflación diluye en gran medida el contenido de cualquier región. Entonces, por ejemplo, ella podría borrar rastros de monopolos magnéticos, partículas que, según la teoría, en el Universo temprano deberían haber aparecido en grandes cantidades. Esta fue una de las primeras virtudes de la inflación: la reconciliación de una teoría que implica la abundancia de estas partículas con el hecho de que hoy están ausentes. Pero al deshacerse de las inconsistencias, la inflación borra partes de nuestro pasado.Peor aún, esta eliminación aún puede desaparecer. Nosotros, obviamente, ahora estamos viviendo en un período diferente de inflación. Las mediciones fuera de control de galaxias distantes muestran que la expansión de nuestro universo se está acelerando en lugar de desacelerar, lo que se observaría si la energía gravitacional prevaleciera en la materia o la radiación, y no en el espacio vacío. Hasta ahora, no entendemos el origen de esta energía. Cualquiera de las posibles explicaciones impone restricciones al progreso del conocimiento e incluso a nuestra existencia.La energía del espacio vacío puede desaparecer repentinamente si el Universo experimenta repentinamente algún tipo de transición de fase, la versión cósmica de la condensación de vapor en agua líquida. Si esto sucede, la naturaleza de las fuerzas fundamentales puede cambiar y todas las estructuras visibles para nosotros, comenzando por los átomos, pueden volverse inestables o desaparecer. Y vamos a desaparecer junto con todo lo demás.. 2 – , – . , , , , , . , , (, , , ).
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