Un reloj para conocer qué había antes del Big Bang

Un equipo de científicos han propuesto una nueva prueba poderosa para desmontar la teoría de la inflación cósmica, que postula que el universo se expandió dramáticamente de tamaño en una fracción fugaz de segundo justo después del Big Bang. En concreto, se plantea buscar las señales de un denominado 'reloj estándar primordial' que actuaría como una guía para reproducir cómo era el universo antes del Big Bang.

Empecemos por el principio ... literalmente. Algunas teorías sugieren que, antes del Big Bang, ‘lo que existía’ se estaba contrayendo, en lugar de expandirse, como hace nuestro universo actualmente. Y que, quizás, lo que se estaba contrayendo era un universo anterior. De ser así así, lo que percibimos como Big Bang habría sido en realidad un Gran Rebote (Big Bounce). Estas nuevas teorías se enfrentan a la popular teoría de la inflación cósmica, que no estipula con la idea de un universo que se contrae previamente.

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Pero, ¿qué pasaría si la teoría de la inflación pudiera demostrarse como falsa? Siendo así, la puerta se abriría a otras teorías, algunas de las cuales sugieren un estado de contracción antes del inicio de nuestro universo. Si se probara que la teoría de la inflación cósmica es falsa, se podría explorar a través de estas otras teorías cómo era el universo antes del Big Bang.

La teoría de la inflación cósmica resuelve algunos misterios importantes sobre la estructura y evolución de nuestro universo. Pero, según un equipo de científicos del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, otras teorías muy diferentes, incluida la del Gran Rebote, también pueden explicar estos misterios. Y ha presentado un método que podría desmontar la teoría de la inflación cósmica de manera experimental.

Un equipo de científicos liderados por Xingang Chen, junto con Avi Loeb y Zhong-Zhi Xianyu, han aplicado a las teorías no inflacionarias una idea que llaman del 'reloj estándar primordial', y han establecido un método que puede ser usado para falsificar experimentalmente la inflación cósmica. El estudio aparece en Physical Review Letters como una sugerencia de los editores.

CFA/ZHONG-ZHI XIANYU, XINGANG CHEN, AVI LOEB

En un esfuerzo por separar la teoría de la inflación cósmica de otras teorías, el equipo comenzó identificando la propiedad definitoria de las diversas teorías: la evolución del tamaño del universo primordial.

“Por ejemplo, durante la inflación cósmica, el tamaño del universo crece exponencialmente" dijo Xianyu en un comunicado. "En algunas teorías alternativas, el tamaño del universo se contrae. En algunas lo hace muy lentamente, mientras que en otras lo hace muy rápido."

"Los atributos que se han propuesto hasta ahora para medir, por lo general tienen problemas para distinguir entre las diferentes teorías, porque no están directamente relacionadas con la evolución del tamaño del universo primordial", continuó. "Entonces, queríamos encontrar cuáles son los atributos observables que se pueden vincular directamente con esa propiedad definitoria".

“Si imaginamos que toda la información que aprendimos hasta ahora sobre lo que sucedió antes del Big Bang está en un rollo de película, entonces el reloj estándar nos dice cómo se deben reproducir estos fotogramas” explicó Chen. “Sin información sobre el reloj, no sabemos si la película se debe reproducir hacia adelante o hacia atrás, rápido o lento, al igual que no estamos seguros de si el universo primordial se estaba inflando o contrayendo, y cómo de rápido lo hacía. Aquí es donde radica el problema. El reloj estándar puso marcas de tiempo en cada uno de estos cuadros cuando la película se filmó antes del Big Bang, y nos dice cómo reproducirla.

El equipo calculó el aspecto de estas señales de reloj estándar en las teorías no inflacionarias y sugirió cómo se deben buscar en las observaciones astrofísicas. Xianyu dijo:

“Si se encontrara un patrón de señales que representan un universo en contratación, falsificaría toda la teoría inflacionaria.

El éxito de esta idea reside en la experimentación, agregó Chen. “Estas señales serán muy sutiles de detectar, por lo que tendremos que buscar en muchos lugares diferentes. La radiación cósmica de fondo de microondas es uno de esos lugares, y la distribución de galaxias es otro. Ya hemos empezado a buscar estas señales, pero aún necesitamos más datos”.