¿Qué pasó antes del Big Bang? El período de inflación (si realmente fue). ¿Qué sabemos sobre lo que sucedió antes de la inflación?
Nada
Por supuesto, hay muchos argumentos respaldados por un enfoque científico sobre lo que sucedió antes. Pero hay muchos de ellos, se contradicen entre sí, y hoy no tenemos datos que puedan ayudar a saber cuáles de estos argumentos son ciertos. Ni siquiera hay una teoría principal, cuya probabilidad la mayoría de los científicos calificaría como la mayor. Es solo que no se sabe nada. Incluso puede resultar que el proceso de inflación continúa hasta nuestros días, y continúa en la mayor parte del Universo, a veces deteniéndose en sus secciones pequeñas (grandes, en comparación con la parte del Universo observada por nosotros, pero pequeñas en comparación con el Universo en su conjunto).
Y después de la inflación, hubo un Big Bang caliente. En un
artículo anterior que explicaba la confusión que rodeaba al Big Bang, se explicó que el Universo no se está expandiendo "en algo", no tiene tal cosa como "afuera". Ahora echemos un vistazo más de cerca al Big Bang, que en realidad no fue una "explosión", sino una expansión del espacio, a pesar del hecho de que innumerables libros, videos, artículos y declaraciones a menudo describen. Veamos las diferencias entre explotar algo en el espacio y expandir el espacio en sí.
Fig. 1En la fig. 1 muestra la situación antes y después de la explosión. Inicialmente, en este ejemplo, hay un cierto espacio con una semilla en el medio, cuyo papel es desempeñado por una bomba, granada, estrella u otra forma de energía almacenada. Tanto el espacio como la semilla existen de antemano. Entonces algo sucede y la semilla explota. El contenido de la semilla sufre alguna transformación, por ejemplo, se produce una reacción química o nuclear, con la liberación de energía. Esto crea una temperatura y presión tremendas dentro de la semilla. Las fuerzas asociadas con la presión y temperatura comprimidas hacen que el interior de la semilla se expanda hacia afuera en forma de una bola de materia caliente. La energía se escapa de ella a alta velocidad, con una temperatura inicialmente igual a la que estaba dentro de la semilla, y luego la presión y la temperatura caen gradualmente, mientras que el interior de la semilla se expande hacia el espacio que existía a su alrededor, en el que se encontraba originalmente.
Tenga en cuenta que la causa de la explosión fue una reacción que creó una presión y temperatura extremadamente altas dentro de una pequeña región. Es el desequilibrio entre la tremenda presión y temperatura dentro de la semilla y la baja presión y temperatura afuera lo que hace que la semilla explote afuera. Y todo en el interior se alejaba de la ubicación original a gran velocidad. La velocidad de extracción desde el punto de partida no puede exceder la velocidad de la luz, por lo que existen restricciones sobre la rapidez con la que pueden alejarse entre sí.
En la fig. La figura 2 muestra el proceso (que, en principio, podría haber ido antes del momento que se muestra a la izquierda) de la expansión del espacio. Entre la imagen de la izquierda y la imagen de la derecha, el espacio se ha duplicado, lo que se puede ver a lo largo de las líneas de la cuadrícula. Todo lo que está dentro del espacio, y unido por fuerzas poderosas (sillas, mesas, gatos y personas) no se expande. Expande solo el espacio en el que están todos ubicados. En resumen, hay más espacio, por lo que hay más espacio para los objetos dentro de él.
Al mismo tiempo, los objetos de hecho no se mueven. No son empujados por la presión o la temperatura, nadie los patea. Es solo que el espacio entre ellos y a su alrededor crece, aparece de la nada y hace que la distancia entre ellos sea más que antes. Y este aumento es uniforme (para una expansión uniforme). En la imagen de la derecha, la distancia entre el gato y la mesa se duplicó, al igual que la distancia entre el gato y la silla. Esto es lo que sucede cuando el universo duplica su tamaño.
Fig. 2Tal cambio en el espacio es posible según la teoría de la gravedad de Einstein, pero no según la teoría más antigua de Newton. Con Einstein, el espacio no es solo un lugar donde sucede todo; es una cosa en sí misma, capaz de crecer, contraerse, deformarse, fluctuar y cambiar de forma. (Más precisamente, el espacio y el tiempo lo hacen todo junto). Las ondas del espacio-tiempo se llaman ondas gravitacionales.
Como el espacio se expande y los objetos no se mueven, la teoría de la relatividad no impone restricciones en la tasa de crecimiento de la distancia entre los objetos, es decir, en la tasa de aparición de un nuevo espacio entre ellos. La distancia entre dos objetos puede aumentar más rápido que la velocidad de la luz. No hay contradicción con la teoría de la relatividad.
La gente a menudo habla usando frases imprecisas y generales, algo así como "la teoría de la relatividad afirma que nada puede moverse más rápido que la luz". Pero las palabras "nada" y "moverse" son ambiguas, y la ciencia nos dice que el uso de palabras inexactas puede generar problemas. Las palabras de Einstein, si las lees, a menudo sufren de ambigüedad y se malinterpretan fácilmente, aunque trató de hablar con seguridad. Pero las ecuaciones de Einstein no son ambiguas. La afirmación exacta de la teoría de la relatividad es que si dos objetos se cruzan en un lugar en el espacio, y un observador se mueve con uno de ellos, entonces la velocidad del otro objeto desde el punto de vista de este observador no será mayor que la velocidad de la luz. Pero esto no contradice lo que declaro: que la distancia entre dos objetos ubicados en diferentes lugares puede crecer más rápido. Y esto es exactamente lo que sucederá en un Universo en expansión uniforme, si dos objetos están lo suficientemente separados.
También tenga en cuenta que la causa de la expansión del universo, a diferencia de una explosión, no es la temperatura o la presión. Especialmente dibujé objetos comunes, mesas y sillas, para que pueda ver que, en comparación con una explosión que daña o destruye objetos normales, la expansión los deja intactos, simplemente se alejan unos de otros. La expansión puede ocurrir en un universo muy caliente, y fue en las primeras etapas de la historia de nuestro universo, durante el Big Bang caliente. Pero la expansión puede ir en un universo muy frío. Existe la sospecha de que esto también sucedió durante el período de inflación cósmica. Y, por supuesto, nuestro Universo está bastante frío hoy, sin embargo, no solo se está expandiendo, sino que se está expandiendo con aceleración.
La era del Big Bang caliente, en las últimas etapas de la que vivimos, comenzó en algún momento en forma de un gran espacio lleno de una sopa de partículas calientes y densas, que primero se expandió y enfrió muy rápido, y luego lo hizo más y más lento. un momento que llegó hace varios miles de millones de años. No comenzó como un objeto puntual que explotó en el espacio vacío. Cómo podría comenzar el Big Bang después de la inflación, lo consideraremos en los siguientes artículos.