Antes del big-bang

La pregunta "qué había antes del big-bang" se suele plantear a menudo. La respuesta, que a menudo se da, es que la pregunta no tiene sentido, ya que con el big-bang se crea el tiempo y no hay un "antes" al big-bang. Esta respuesta es incorrecta.

Hoy tenemos una teoría con un grado aceptable de verificación experimental que nos dice algo sobre la naturaleza del espacio y el tiempo. Esta es la relatividad general, formulada por Einstein en 1916. Por medio de la relatividad general hemos dado con un modelo cosmológico que describe un espacio-tiempo en evolución, con un espacio expandiendo. Este modelo se conoce con el nombre de "big-bang" o "hot big-bang" y describe precisamente un universo en expansión cuyo pasado fue mas denso y caliente. No es un modelo sobre el orígen del universo, sino sobre su evolución a partir de cierto estado.

Volviendo la película de la evolución del universo hacia atrás, la relatividad general explica el universo hasta un tiempo conocido como tiempo de Planck. A partir de este tiempo hacia atrás los efectos cuánticos del campo gravitatorio se creen no despreciables y se necesita de una teoría cuántica de la gravitación, que no tenemos, ya que la relatividad general no considera los principios de la mecánica cuántica. Por tanto, cualquier pregunta o afirmación que se haga sobre sucesos antes del tiempo de Planck queda fuera de la relatividad general y con ello de los modelos medianamente probados al día de hoy.

La pregunta sobre lo que había antes del big-bang o del tiempo t = 0 puede o no puede tener sentido, pero el caso es que hoy eso no lo sabemos todavía. La pregunta que hay que hacerse hoy es qué había antes del tiempo de Planck. Hay varios modelos que intentan responder a esta pregunta. Los principales son los basados en las dos teorías sobre gravitación cuántica que compiten hoy por explicar la gravedad de lo más pequeño y energético: la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de lazos.

Los modelos basados en estas teorías postulan una extensión del tiempo hacia el pasado, véase por ejemplo el universo cíclico de Paul Steinhardt o la cosmología cuántica de lazos desarrollada por Martin Bojowald y Abhay Ashtekar. El tiempo no es sólo algo que emerge en el espacio-tiempo clásico de la relatividad general, sino algo más fundamental, ligado al básico hecho de la unión causal entre estados, fundamento de toda ecuación dinámica de la física.

Que esto sea satisfactorio o no es otra cosa, pero esto esta es la física que tenemos hoy...

El trabajo de Paul Steinhardt: http://www.physics.princeton.edu/~steinh/
Loop Quantum Cosmology: http://arxiv.org/abs/gr-qc/0402053