Sigamos con el debate sobre cosmología por fascículos:
ukiahaprasim escribió:Pues o yo he olvidado mucho de lo que aprendí, o no entiendo como el modelo cosmologico del Big Bang (el cual no estoy poniendo en duda) y sus premisas básicas pueden permitir concluir cientificamente conclusiones tan dispares como la singularidad creadora, la existencia perpetua de la materia, o la inexistencia del tiempo antes del Big Bang....
Existen varios modelos cosmológicos distintos, basados en teorías y premisas distintas, que predicen (*) un big bang. La disparidad de conclusiones se debe a la disparidad de modelos y a que aún carecemos de datos fiables para hacer prevalecer uno sobre los otros.
El modelo cosmológico más sencillo, que es el que introdujo el concepto de big bang o gran explosión en la física teórica, dimana de la teoría de la relatividad general. Sus premisas básicas son: esta teoría, la hipótesis de que el universo es homogéneo e isótropo y la hipótesis de que todo lo que contiene es materia y energía ordinarias (**). A partir de ellas, se deducen unas ecuaciones que describen la geometría global del universo y que dan lugar a un big bang. Resolviéndolas y observando la película de su evolución, comenzando en el instante actual y avanzando hacia atrás en el tiempo, vemos que el tamaño del universo se va reduciendo hasta que, en el que podemos denominar instante inicial, su densidad y su curvatura se hacen infinitas y el espacio-tiempo en su conjunto se destruye y deja de tener sentido.
A la vista de este resultado, la conclusión es evidente. Hubo un tiempo en el pasado (hace unos 15.000 millones de años) en el que empezó todo. Preguntarse qué sucedió antes tiene el mismo sentido que preguntarse qué hay al norte del Polo Norte (***).
Como he afirmado antes, el que acabo de describir es uno de los modelos que predice un big bang. Además de algunos refinamientos, que permiten realizar predicciones más precisas sobre magnitudes observables, existen otros que predicen un big bang de naturaleza muy diferente.
Una de las posibilidades que ha cobrado interés durante los últimos años dimana de la teoría de cuerdas. Ésta pretende compatibilizar las dos teorías fundamentales de la física: la relatividad general y la mecánica cuántica. Una de sus características es que "aborrece" infinitos como los involucrados en la singularidad que el modelo cosmológico anterior predice para el instante inicial. Por ese motivo, se puede derivar a partir de ella otro modelo cosmológico que se parece mucho al anterior desde la actualidad hasta (avanzando hacia atrás en el tiempo) unos pocos instantes antes de que se forme la singularidad inicial. En ese momento, sin embargo, la física de la teoría de cuerdas evita la contracción infinita de materia, espacio y tiempo, y da lugar a un estadio anterior al big bang simétrico al estadio posterior equivalente. A consecuencia de ello, según este modelo el universo comenzaría, grande y frío, en una eternidad hacia el pasado, y terminaría, grande y frío también, en una eternidad hacia el futuro.
La teoría de cuerdas carece de la fiabilidad de la relatividad general: aún no ha sido contrastada experimentalmente y sus predicciones se refieren a fenómenos difícilmente reproducibles en un laboratorio. Sin embargo, el modelo cosmológico que acabo de explicar proporciona predicciones diferentes a las del primero, razón por la cual podría discernirse entre ambos. Entre ellas, destacan las siguientes:
--Es compatible con la homogeneidad y las fluctuaciones del fondo cósmico de micrroondas, y proporciona un escenario natural para la teoría de la expansión inflacionaria, la única que ha sabido explicar las observaciones sobre el citado fondo cósmico de microondas.
--Predice la existencia de un fondo de ondas gravitacionales.
--Predice determinadas fluctuaciones en los campos magnéticos intergalácticos.
En relación a lo que estamos debatiendo, lo importante es lo siguiente. En primer lugar predice la existencia de un tiempo anterior al big bang, en el que el universo evolucionaba hacia atrás en el tiempo de la misma manera global a como evoluciona ahora (después del big bang) hacia adelante (****). Y en segundo lugar, proporciona una serie de resultados contrastables mediante la observación y la experiencia.
Por supuesto, estos modelos no proporcionan respuesta a todas la preguntas. En particular, no establecen por qué hay la cantidad de materia que hay, ni por qué las leyes físicas son como son; tampoco otros modelos diferentes lo hacen.
Como he dicho ya varias veces, la ciencia nunca podrá responder a la última pregunta; siempre se podrá formular un porqué más. Lo importante es que cada vez abarca una fenomenología más completa y describe, con éxito, lo que no hace mucho se tenía por incomprensible.
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Notas:
(*) A lo largo de todo este mensaje voy a considerar que los modelos cosmológicos "predicen" el pasado. Esto se justifica por lo siguiente. Para resolver las ecuaciones que se derivan de las leyes de la física, es necesario conocer el estado del sistema que describen en un instante cualquiera. A partir de ese dato, las ecuaciones determinan cómo es su evolución, tanto futura como pasada. En consecuencia, podemos aplicar el término "predicción" tanto a lo que nos es desconocido porque aún no ha sucedido (el futuro) como lo que desconocemos porque no lo hemos visto (el pasado).
(**) Esto tiene una definición matemática precisa. Toda la energía y la materia que conocemos es ordinaria.
(***) Curiosamente, la inexistencia de un tiempo anterior a la creación se ha utilizado no sólo en física, sino también en teología. A la pregunta de "¿qué hacía Dios antes de crear el mundo"?, San Agustín respondió que eso carece de sentido, puesto que, junto con el mundo, Dios creó el espacio y el tiempo. Así pues, filosóficamente el big bang basado en la relatividad general y la creación divina, según San Agustín, son exactamente igual de insatisfactorios, puesto que ambos establecen que no existió un tiempo anterior a la creación. La diferencia fundamental entre ambos es que, mientras San Agustín toma esto como un punto de partida indiscutible, el modelo cosmológico lo obtiene como un resultado de otras premisas básicas, además de proporcionar una importante cantidad de resultados contrastables mediante la observación.
(****) Es importante destacar que tal resultado es una predicción. Las hipótesis a priori son las premisas de la teoría de cuerdas. A partir de ellas, y utilizando la lógica matemática, se alcanza la conclusión sobre la forma del big bang.