Ciencia

¿Qué había antes del Big Bang?

El Universo lleva expandiéndose 13.800 millones de años, naciendo a partir de una explosión en la que toda la materia y energía estaba condensada en una singularidad. Pero, ¿qué había antes?
Qué había antes Big Bang

“Preguntarse qué había antes del Big Bang es como preguntarse qué hay más al sur del Polo Sur”.

Con esta analogía, el célebre físico teórico Stephen Hawking expresa la imposibilidad (y la carencia de sentido) de preguntarse qué había antes del nacimiento de nuestro Universo. Y es que como seres humanos, nuestra naturaleza nos lleva a pensar que todo viene precedido de algo.

Y esta necesidad se cumple con todo. O casi todo. Y es que si vamos rebobinando en el tiempo, siempre encontramos “algo detrás de algo”. Y esto funciona hasta que llegamos al mismísimo origen del Universo: el Big Bang.

Esta teoría, que ganó fuerza a partir de los años 60, afirma que el Universo nació hace 13.800 millones de años a partir de una singularidad en la que toda la materia y energía que daría lugar al Cosmos estaba condensada en un punto infinitamente pequeño. Y a partir de una explosión, lleva expandiéndose desde entonces.

Pero, ¿de dónde salió esta materia y energía si estas no se pueden crear de la nada? ¿Qué había antes de la explosión? ¿De dónde surgió el Universo? ¿Hasta dónde podemos rebobinar en el tiempo? ¿Había “la nada”? Prepárate para que te explote la cabeza, pues en el artículo de hoy nos aventuraremos a dar respuesta a estas y otras preguntas acerca de lo que había antes del nacimiento de nuestro Universo.

¿Qué fue exactamente el Big Bang?

Antes de intentar responder a la pregunta de qué había antes del Big Bang, debemos entender qué fue exactamente. El Big Bang es un concepto que hace referencia al instante en el que empezó la expansión del Universo observable.

Fue un punto en el espacio-tiempo que sucedió hace ahora 13.800 millones de años en el que toda la materia y energía del Universo estaba condensada en lo que, en física teórica, se conoce como singularidad. Pero, ¿qué es exactamente esto de singularidad?

La singularidad es un punto unidimensional en el espacio. Es decir, una región del espacio-tiempo de infinita masa y sin volumen. Sí, es imposible de imaginar. No sufras. Ni los mejores físicos del mundo entienden exactamente qué es. Si quieres entenderlo “mejor”, podemos decir que es la singularidad es lo que hay en el centro de un agujero negro. Pero como tampoco se entiende así, continuemos.

Esto de singularidad hace referencia a que todo lo que daría lugar al Cosmos actual estaba condensado en un punto infinitamente pequeño. Y como a esta escala (tratar con infinitos es la pesadilla de la física), las leyes físicas se rompen, no podemos (ni podremos nunca) acercarnos a exactamente el momento del nacimiento. Y mucho menos a lo que había detrás, pero ya llegaremos a esto.

De todos modos, a pesar de que no podemos llegar al instante 0 del Big Bang, sí que podemos acercarnos mucho. Muchísimo. Pero muchísimo. ¿Cuánto? Pues exactamente a una trillonésima de trillonésima de trillonésima de segundo después.

En ese instante, ya somos capaces de comprender, mediante leyes físicas, lo que sucedió. Y es que fue tras esta primera trillonésima de trillonésima de trillonésima de segundo que el Universo tenía el tamaño más pequeño posible que permiten las leyes de la física.

Es decir, en ese instante (no volveremos a poner el número), toda la materia del Universo ya no estaba compactada en la singularidad, sino en la distancia más pequeña que puede existir en el Cosmos, la cual se conoce como distancia de Planck.

No puede (o, al menos, no sabemos cómo puede ser posible) existir nada más pequeño. Estamos hablando de una distancia de 10 elevado a -33 centímetros. En efecto: el Universo medía 0,0000000000000000000000000000000001 centímetros de diámetro. Es simplemente inimaginable. Y si tenemos en cuenta que en esta distancia de espacio-tiempo estaba condensada toda la materia que daría lugar a las 2 millones de millones de galaxias, ya te explota la cabeza del todo.

Sea como sea, fue con este tamaño que en el Big Bang se alcanzó también la temperatura máxima posible: 141 millones de billones de billones de °C. La materia estaba a esta increíble temperatura y, con semejante cantidad de energía, empezó la expansión (y evidentemente el enfriamiento). Un microsegundo después del Big Bang se formaron los protones.

Historia Universo

Sea como sea, es una expansión que lleva sucediendo 13.800 millones de años y que daría lugar, entre otras muchas cosas a nuestro Sol, una más de las 400.000 millones de estrellas de la Vía Láctea (una más de las 2 millones de millones de galaxias del Cosmos).

El Universo tiene un diámetro de 93.000 millones de años luz. Y todo esto nació a partir del Big Bang. Pero, ¿y antes qué había? Ahora que hemos entendido (dentro de lo posible) qué fue esta explosión, podemos aventurarnos a responder a la pregunta del millón.

¿Cómo de lejos en el pasado somos capaces de ver?

Como bien sabemos, todo lo que vemos es gracias a la luz. Y la luz, pese a tener una velocidad altísima, no es infinitamente rápida. Tarda un tiempo en llegar desde el objeto emisor hasta nosotros. Y esto, que no es perceptible en distancias humanas, sí que lo es (y mucho) cuando hablamos del Universo.

Es decir, la luz viaja a 300.000 km por segundo. Esto significa que tarda un segundo en recorrer 300.000 kilómetros. Es una velocidad enorme. Pero claro, cuando hablamos de distancias de miles de millones de billones de km, hasta la luz parece una tortuga.

Por ello, siempre que miramos algo, técnicamente estamos mirando hacia el pasado. Cuando vemos a la Luna, estamos viendo cómo era la Luna hace un segundo. Cuando miramos al Sol (no lo hagas, te vas a hacer daño), estamos viendo cómo era el Sol hace unos ocho minutos. Y cuando miramos, a través de telescopios, a nuestra estrella más cercana (Alfa Centauri), estamos viendo cómo era Alfa Centauri hace unos 4 años. Y cuando miramos a Andrómeda (la galaxia más cercana a nosotros), estamos viendo cómo era Andrómeda hace 2,5 millones de años.

Cuanto más lejos miramos, más hacia el pasado vemos. Por ello, si buscamos los objetos más lejanos, más podemos acercarnos al propio nacimiento del Universo. De hecho, hemos encontrado galaxias que están a 13.000 millones de años luz, que son las más jóvenes (y su luz ha tardado 13.000 millones de años en llegar a nosotros). Esto significa que estamos “viajando” al pasado hasta apenas 800 millones de años después del Big Bang.

Y ahora seguramente pienses (y muy astutamente) lo siguiente: “si cuanto más lejos miramos, más nos acercamos al nacimiento del Universo, ¿si vemos lo suficientemente lejos, podremos ver el instante 0 del Big Bang?”. Muy buena pregunta, pero, por desgracia, no.

Hay algo que nos lo impide. Y es que la luz como tal “nació” 380.000 años después del Big Bang. Y es que antes de estos 380.000 años, había tantísima energía, que la radiación electromagnética era de frecuencia muy alta. Sin entrar demasiado en esto, basta con entender que el Universo todavía no estaba lo suficientemente frío (ni expandido) como para permitir la existencia de las radiaciones electromagnéticas del espectro visible.

Hasta entonces, el Universo era una “sopa opaca” de materia en la que no había luz, solo radiación de alta energía. No fue hasta 380.000 años después de la expansión que, literalmente, se hizo la luz. Por ello, lo más lejos que podemos ver en el pasado son 380.000 años tras el Big Bang. Lo que hay antes de esto, está comprobado con predicciones físicas, pero no podemos (ni podremos jamás) verlo ya que todavía no había luz.

Lo único que queda como remanente (lo único que fue capaz de escapar de esta “sopa”) de esos primeros 380.000 años son los neutrinos (unas partículas subatómicas tan increíblemente pequeñas que viajan prácticamente a la velocidad de la luz) y las ondas gravitacionales, pero ambas son muy difíciles de detectar.

Por lo tanto, nuestra barrera natural son los 380.000 años después del Big Bang. Ahora bien, sí que podemos saber lo que sucedió entre la trillonésima de trillonésima de trillonésima de segundo después de la explosión y los 380.000 años posteriores gracias a las predicciones de la física teórica. Pero, ¿y antes de esta trillonésima de trillonésima de trillonésima de segundo? Aquí es donde vienen los problemas.

Hasta dónde podemos ver
La radiación de fondo de microondas, que demostró la existencia de un Big Bang.

¿Sabremos alguna vez qué había antes del Big Bang?

Antes de entrar a analizar la cuestión de qué había antes del Big Bang, es importante hacer una puntualización. No lo sabemos y nunca lo sabremos. Por mucho que avancemos, jamás podremos responder a la pregunta de qué había antes. Como dijo Hawking, es como preguntarse qué hay más al sur del Polo Sur.

Y es que además de que la propia pregunta carece de sentido, ya hemos dicho que estamos limitados por barreras naturales imposibles de romper. Por muchos progresos que hayamos hecho, seguimos siendo un saco de materia orgánica que apareció en el Universo hace poco más de 200.000 años, por lo que nuestra limitada inteligencia humana no es capaz de procesar conceptos como este.

Además, todavía no hemos conseguido unificar todas las leyes del Universo. Es decir, aún no hemos encontrado la conexión entre la relatividad general de Einstein (la que se aplica a los objetos macroscópicos) y la física cuántica (lo que sucede a nivel de partículas subatómicas). Y esto, pese a que tampoco te impide vivir tu día a día, sí que es una pesadilla para los físicos teóricos.

Y es que cuando intentamos llegar al origen del Universo, llegamos a un punto en el que la relatividad general y la física cuántica chocan, pues ambos “mundos” tienen influencia en el otro, al estar tratando de distancias tan increíblemente pequeñas y niveles de energía tan altos como lo hemos visto.

Cuando consigamos unificar todas las leyes en una sola (por ahora, la hipótesis que más fuerza tiene es la Teoría de Cuerdas), estaremos más cerca de comprender el origen de nuestro Universo. Pero incluso así, lo que había antes seguirá siendo un misterio.

Por ello, los físicos teóricos han formulado distintas teorías. Y, pese a que la idea de que nació “de la nada” es la más famosa entre las personas, no tiene sentido desde el punto de vista de la física. Y es que concebir un Universo que nace a partir de una región que carece de espacio-tiempo, rompe con el primer principio de la Física: la materia ni se crea ni se destruye.

Big Bang

Pero, entonces, ¿de dónde surgió la explosión? ¿Dónde estaba toda la materia antes? ¿Dónde nació el Universo? Pues bien, hay una teoría que, por muy loca que parezca, responde bastante bien a la apasionante cuestión de qué había antes del Big Bang. Estamos hablando del Big Bounce.

El Big Bounce: ¿la solución al misterio?

Prepárate, porque ahora es cuando te estallará la cabeza. El Big Bounce es una teoría que parte de la base de que la expansión de nuestro Universo no puede continuar de forma indefinida, sino que tiene que llegar un momento (dentro de trillones de años) en el que la densidad en el Cosmos será tan baja que colapsará sobre sí mismo.

Toda la materia del Universo empezará a contraerse hasta llegar a condensarse toda en una singularidad. Es decir, todo lo que ahora es el Universo, con sus 93.000 millones de años luz de diámetro, se comprimirá y se destruirá hasta formar un punto de densidad infinita.

¿Ves por dónde van los tiros, verdad? En efecto, el Big Bounce dice que, después de esta condensación del Universo en una singularidad, las fuerzas de repulsión en esta singularidad provocarán que vuelva a expandirse. Volverá a haber un nuevo Big Bang.

Es decir, lo que esta teoría defiende es que no habría un inicio como tal del Universo y que, de haber algo “antes” de él, sería otro Universo que se había formado y condensado. Por lo tanto, lo que nosotros entendemos como Universo sería un ciclo de expansiones (Big Bangs) y condensaciones que se repiten toda la eternidad.

No tiene sentido preguntarse si nuestro Universo procede del primer Big Bang o no, pues no habría un inicio ni un final de ciclo. Simplemente, habría sido así desde siempre y para siempre. Y lo más apasionante de todo es que, según esto, el Universo que precede al nuestro sería un Cosmos igual pero con las leyes físicas revertidas.

Es decir, sería un Universo en el que la materia es antimateria (y esto explicaría su presencia en el nuestro) y en el que el tiempo fluiría al revés (cosa que reforzaría la idea de que no tiene sentido pensar en un punto de inicio). Con esta teoría, no rompemos con la primer ley de la física. La materia ni se crearía ni se destruiría. Solo se reciclaría. Nunca se habría creado y nunca se destruiría. El tiempo no sería una línea, sino un círculo sin principio ni final.

Sin duda, estamos ante una cuestión increíblemente compleja que rompe los límites de nuestra inteligencia humana. Pero lo que debe quedar claro es que no había nada antes del Big Bang. Y en caso de haber, sería el resultado de la condensación de un Universo invertido en una singularidad que habría estallado en nuestro Big Bang. Y cuando nuestro Universo muera, se condensará para dar la semilla para un nuevo Big Bang. Y así hasta el infinito.

Big Bounce
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