No sabemos cómo comenzó el universo, y nunca lo sabremos.

[Esta es una transcripción del video incrustado a continuación. Algunas de las explicaciones pueden no tener sentido sin las animaciones del video.] [contenido incrustado] ¿El universo surgió de un agujero negro? ¿Se repetirá el big bang? ¿El universo fue creado a partir de cuerdas? Los físicos tienen muchas ideas sobre cómo comenzó el universo, y constantemente me piden que las comente. En este video, quiero explicar por qué no debes tomar estas ideas en serio. ¿Porque no? De eso es de lo que vamos a hablar hoy.

La primera evidencia de que el universo se está expandiendo fue descubierta por Edwin Hubble, quien vio que todas las galaxias cercanas se alejaban de nosotros. Cómo pudo haber sucedido esto fue explicado nada menos que por Albert Einstein. Sí, ese tipo otra vez. Su teoría de la relatividad general dice que el espacio reacciona a la materia y la energía que contiene expandiéndose.

Así, con el tiempo, la materia y la energía del universo se diluyen en promedio más finamente. Digo "en promedio" porque dentro de las galaxias la materia no se diluye sino que en realidad se agrupa y el espacio no se expande. Pero en este video, solo veremos el promedio en todo el universo.

Por lo tanto, sabemos que el universo se está expandiendo y que, en promedio, la materia que contiene se está diluyendo. Pero si el universo se está expandiendo hoy, eso significa que si miramos hacia atrás en el tiempo, la materia debe haberse comprimido, por lo que la densidad era mayor. Y una mayor densidad de material significa una temperatura más alta. Esto nos dice que en el universo primitivo, la materia era densa y caliente. Muy caliente. En algún momento, la materia debe haber estado tan caliente que los átomos no pudieron mantener los electrones a su alrededor. E incluso antes, ni siquiera habría habido núcleos atómicos individuales, solo un plasma de partículas elementales como quarks, gluones, fotones, etc. Es como la sopa de letras de la física.

¿Y antes de eso? No sabemos. No lo sabemos porque nunca hemos probado qué hace la materia a densidades de energía más altas que las que puede producir el Gran Colisionador de Hadrones.

Sin embargo, podemos simplemente ignorar esta dificultad y continuar usando las ecuaciones de Einstein más adelante en el tiempo, suponiendo que nada cambie. Lo que descubrimos entonces es que la densidad de energía de la materia alguna vez debió ser infinitamente grande. Esta es una singularidad y aquí es donde se rompe nuestra extrapolación al pasado. El momento en que esto sucede es de unos trece coma siete mil millones de años en el pasado y se llama Big Bang.

El Big Bang no sucedió en un lugar particular del espacio, sucedió en todas partes. Lo expliqué con más detalle en este video anterior.

Ahora, la mayoría de los físicos, incluido yo mismo, piensan que la singularidad del Big Bang es un artefacto matemático y no lo que realmente sucedió. Probablemente solo signifique que la teoría de Einstein deja de funcionar y deberíamos usar una mejor. Creemos que eso es lo que sucede, porque cuando ocurren singularidades en otros casos en física, esa es la razón. Por ejemplo, cuando una gota de agua aprieta un grifo, la curvatura de la superficie del agua tiene un punto singular. Pero eso solo sucede si describimos el agua como un fluido suave. Si tuviéramos en cuenta que en realidad está hecho de átomos, la singularidad desaparecería.

Probablemente también sea por eso que obtenemos la singularidad del Big Bang. Deberíamos usar una teoría mejor, una que incluya las propiedades cuánticas del espacio. Desafortunadamente, no tenemos la teoría para este cálculo. Entonces, todo lo que podemos decir de manera confiable es: si extrapolamos las ecuaciones de Einstein en el tiempo, obtenemos la singularidad del Big Bang. Creemos que esto no es físicamente correcto. Así que no sabemos cómo comenzó el universo. Y eso es todo.

Entonces, ¿cómo es que sigues leyendo todas estas otras ideas sobre cómo comenzó el universo? Porque estaba sentado en su dentista y no tenía nada más que hacer. De acuerdo, pero ¿por qué los físicos impulsan tales ideas cuando la respuesta es que simplemente no lo sabemos? Por ejemplo, es posible que hayas visto videos recientemente sobre cómo nació nuestro universo a partir de un agujero negro.

El problema es que los físicos no pueden aceptar la respuesta científicamente honesta: no sabemos, y dejarlo así. En su lugar, modifican la extrapolación a lo largo del tiempo utilizando un conjunto diferente de ecuaciones. Y luego puedes hacer todo tipo de otras cosas, más o menos lo que quieras.

Pero espera, eso es ciencia, ¿verdad? No solo creas ecuaciones. A menos que sea posible, estás decorando una pizarra para un equipo de televisión. Aunque en realidad lo hice una vez y luego me preguntaron cuáles eran esas ecuaciones y tuve que decirles que no significaban nada realmente vergonzoso. Entonces, incluso entonces, mi consejo sería no inventar ecuaciones. Pero en cosmología lo hacen...