Antes del BigBang, Teoria del multiverso y flecha del tiempo

La tipica respuesta a esto es; antes del universo no habia tiempo, por ende no hay un antes. Pero ¿Por que apareció el universo hace 13.700 millones de años y no hace 20.000 millones de años? Esta teoría me parece interesante, y habla sobre un multiverso, con energia oscura impregnada en el vacio, inflando materia proviniente de las fluctuaciones cuanticas, formando universos, o en algunos universos fallidos agujeros negros que luego se evaporan.. Aqui se las dejo: Aunque el concepto de un universo cíclico proporciona una forma de explorar el pasado del Big Bang, algunos científicos creen que Steinhardt y Turok han esquivado el profundo tema de los orígenes. “El problema real no es el inicio del tiempo sino de la flecha del tiempo”, dice Sean Carroll, físico teórico en Caltech. “Buscar un universo que se repite a sí mismo es exactamente lo que no quieres. Los ciclos nos dan un tiempo que fluye en una dirección definida, y la dirección del tiempo es justo lo que necesitamos explicar”. En 2004 Carroll y su estudiante graduada, Jennifer Chen, aparecieron con una respuesta muy distinta al problema anterior. Desde su visión, la flecha del tiempo y el inicio del tiempo no pueden tratarse de forma separada: No hay forma de abordar lo que sucedió antes del Big Bang hasta comprender por qué el antes precede al después. Así como Steinhardt y Turok, Carroll cree que hallar la respuesta requiere repensar todo el universo, pero Carroll no está satisfecho añadiendo más dimensiones. También quiere añadir más universos — muchísimos más — para demostrar que, a gran escala, el tiempo no fluye sino que avanza simétricamente atrás y adelante. La progresión del tiempo en una dirección, siempre hacia el futuro, es uno de los grandes enigmas de la física. Las ecuaciones que gobiernan los objetos individuales no se preocupan de la dirección del tiempo. Imagina una película de dos bolas de billar chocando; no hay forma de decir si la película se mueve hacia delante o hacia atrás. Pero si reúnes una enorme cantidad de átomos en algo como un globo, el pasado y el futuro se ven muy distintos. Revienta el globo y las moléculas de aire en su interior rápidamente llenarán todo el espacio; nunca corren hacia atrás para volver a inflar el globo. En un grupo de objetos tan grande, el sistema tiende hacia el equilibrio. Los físicos usan el término entropía para describir cómo de alejado está un sistema del equilibrio. Cuanto más cerca, mayor es la entropía; el equilibrio completo es, por definición, el valor máximo. Por tanto el camino de una entropía baja (todas las moléculas distribuidas en una esquina de la sala, inestable) a una entropía máxima (las moléculas distribuidas en la sala, estable) define la flecha del tiempo. La ruta al equilibrio separa el antes del después. Una vez se alcanza el equilibrio la flecha del tiempo no tiene sentido, porque no es posible ningún cambio. “Nuestro universo ha estado evolucionando durante 13 000 millones de años”, dice Carroll, “por lo que claramente no empezó en equilibrio”. En lugar de esto, toda la materia, energía, espacio e incluso el tiempo deben haber comenzado en un estado de entropía extraordinariamente baja. Esta es la única forma en la que podríamos comenzar con un Big Bang y terminar con el cosmos maravillosamente diverso que vemos hoy. Comprende cómo sucedió, argumenta Carroll, y comprenderás el proceso mayor que llevó a nuestro universo a la existencia. Para demostrar cómo de extraño es nuestro universo, Carroll considera todas las otras formas en las que podría haberse formado. Pensando sobre el rango de posibilidades, se pregunta: “¿Por qué la configuración inicial del universo permitió al tiempo cósmico tener una dirección? Hay un infinito número de formas en que el universo inicial pudo haberse configurado. Una abrumadora mayoría de ellos tienen una entropía alta”. Estos universos de alta entropía serían aburridos e inertes; la evolución y el cambio no serían posibles. Tal universo no podría producir galaxias y estrellas, y ciertamente no podría dar soporte a la vida. Es casi como si nuestro propio universo estuviese ajustado con precisión para comenzar lejos del equilibrio de tal forma que pudiese poseer una flecha del tiempo. Pero para un físico, invocar el ajuste preciso es similar a decir que “ocurrió un milagro”. Para Carroll, el reto fue encontrar un proceso que explicase la baja entropía del universo de forma natural, sin el llamamiento a una increíble coincidencia o (peor) a un milagro. Carroll encontró que este proceso oculto en las profundidades de una de las más extrañas y apasionantes elaboraciones recientes de la Teoría del Big Bang. En 1984, el físico del MIT Alan Guth sugirió que el jovencísimo universo había pasado por un periodo de expansión acelerada, que llamó “inflación” y tal expansión había ampliado un pequeño rincón de un universo anterior en todo lo que vemos. A finales de los años 80 Guth y otros físicos, principalmente Andrei Linde, ahora en Stanford, vieron que la inflación podría haber sucedido una y otra vez en un proceso de “inflación eterna”. Como resultado, universos de bolsillo muy similares al nuestro podrían estar surgiendo a partir del fondo no inflacionado a cada momento. Esta multitud de universos fue conocida, inevitablemente, como multiverso. Carroll encontró en el concepto de multiverso una solución tanto a la dirección como al origen del tiempo cósmico. Había estado meditando sobre la flecha del tiempo desde que se graduó en la universidad a finales de los años 80, cuando publicó artículos sobre la factibilidad del viaje en el tiempo usando la física conocida. La inflación eterna sugiere que no es suficiente con pensar sobre el tiempo sólo en nuestro universo; se dio cuenta de que necesitaba considerarlo en un contexto mucho mayor de multiverso. “Nos preguntamos si la inflación podría funcionar en ambas direcciones”, dice Carroll. “Eso significa que no sería necesario un único Big Bang. Los universos de bolsillo siempre aparecerían del fondo no inflacionado. El truco necesario para hacer que funcione la inflación eterna era encontrar un punto de inicio genérico: una condición fácil de lograr que sucediera infinitamente muchas veces y permitiese que la inflación eterna fluyese en ambas direcciones”. Una teoría completa de la inflación eterna llegó a la mente de Carroll en 2004, mientras atendía a un taller de cinco meses de cosmología en el famoso Instituto Kavli de Física Teoría de la Universidad de California en Santa Bárbara junto a su estudiante Jennifer Chen. “Vas a un lugar como Kavli y te ves lejos de las responsabilidades normales de enseñar”, dice Carroll. “Eso te da tiempo para colocar todas las cosas en su sitio”. En esos cinco meses, Carroll y Chen elaboraron una visión de un multiverso derrochador sin inicios, finales ni flechas del tiempo. “Todo lo que necesitas”, dice Carroll, con la afición de los físicos a la vaguedad, “es empezar con algo de espacio vacío, algo de energía oscura, y paciencia”. La energía oscura — un tipo de energía oculto incrustado en el espacio vacío, cuya existencia está firmemente conformada por observaciones recientes — es crucial debido a que la física cuántica dice que cualquier campo de energía siempre producirá fluctuaciones aleatorias. En la teoría de Carroll y Chen, las fluctuaciones de fondo de la energía oscura actúan como semillas que disparan nuevas rondas de inflación, creando una multitud de universos de bolsillo a partir del espacio vacío. “Algunos de estos universos de bolsillo colapsarán en agujeros negros y se evaporarán, sacándose a sí mismos de la descripción”, dice Carroll. “Pero otros se expandirán para siempre. Los que se expanden, finalmente se dispersan. Se convierten en nuevo espacio vacío a partir del cual puede empezar de nuevo la inflación”. Todo el proceso puede suceder de nuevo una y otra vez. Sorprendentemente, la dirección del tiempo no importa en el proceso. “Esto es lo divertido. Puedes evolucionar los pequeños universos en inflación en cualquier dirección desde tu punto de inicio genérico”, dice Carroll. En el pasado súper-lejano de nuestro universo, mucho antes del Big Bang, pudo haber otros Big Bangs para los que la flecha del tiempo corriera en la dirección opuesta. En la mayor escala, el multiverso es como una espuma de universos de bolsillo interconectados, completamente simétricos respecto al tiempo. Algunos universos se mueven adelante, pero en general, un número igual se mueven hacia atrás. Con un espacio infinito de universos, no hay límite a la entropía. Siempre puede aumentar; cada universo nace con un espacio (y entropía) para evolucionar. El Big Bang es sólo nuestro Big Bang, y no es único. La cuestión de antes se esfuma debido a que el multiverso siempre ha existido y siempre lo hará, evolucionando pero – en un sentido estadístico – siempre el mismo.