Pregunta: Antes del Big Bang que era exactamente el universo?

Jose Miguel Rodriguez Espinosa contestada el 9 Abr 2016:

Hola Fernanda,
Una excelente pregunta. Con una respuesta complicada. A ver que puedo hacer.

Se ha avanzado mucho en el conocimiento del origen del Universo. Hoy dia por ejemplo sabemos que el Universo tiene 13800 años, que es plano y homogéneo, etc. Todo esto se ha sabido por varias vias, una de ellas el estudio del llamado Fondo Cósmico de Microondas, que es la radiación que queda del Big Bang, enfriada por la expansión del Universo hasta 2.3 ºK, aproximadamente menos 270 ºC. Pero tu pregunta es qué había antes del Big Bang. Y la respuesta hasta donde sabemos es «un vacío cuántico».

Una respuesta que posiblemente te diga poco. Lo siento. No se en que curso estás y no se si estudiáis física cuántica tan pronto. Pero voy a ver si te puedo aclarar un poco. Seguro que has oído del principio de incertidumbre de Heisenberg. Según este principio no podemos deter¡minar la posición y la velocidad de un objeto al mismo tiempo, o su energía en un momento concreto. Siempre hay una cierta indeterminación cuántica. Bueno ya habrás adivinado que la física cuántica no es aplicable en la vida normal. Solo en lo muy pequeño, a escala atómica y subatómica, o a muy altas energías.

Pues bien en el principio había el «vacío cuántico». El vacío cúantico no es la nada, nada que podemos imaginar. Es un estado en el que en instantes muy pequeños de tiempo pueden surgir parejas partícula, anti-partícula, cada una de ellas pudiendo tener mucha energía, aunque de signos contrarios, de modo que inmediatamente se aniquilarían. Esto ha de suceder de acuerdo con el principio de incertidumbre de Heisenberg. Si la pareja partícula-antiparticula tienen mucha energía ha de ser por un tiempo muy corto, mucho menos que milésimas de segundo. No se si me estoy explicando, lo que te quiero decir es que en el vacío cuántico pueden aparecer y desaparecer partículas, y sus antipartículas arbitrariamente, o aleatoriamente. Pues bien, cuando esto ocurre en presencia de la gravedad, esas parejas partícula, antipartícula pueden separase, al tener una masa y otra antimasa, tanto que no puedan unirse de nuevo. Esto es lo que parece que sucedió en los orígenes del Universo. Se piensa que una una etapa de inflación, en la que el Universo creció exponencialmente de modo que esas partículas y antipartículas no pudieron volverse a juntar. Así se crearon partículas y antipartículas muy masivas, y de todas clases, que conforme el universo se fue expandiendo y enfriándose fueron decayendo en otras partículas para formar primero quarks y luego protones, neutrones y electrones. Antes de esto hubo una reacción muy interesante, involucrando unas partículas elementales que se llaman Kaones, que tienen la peculiaridad de que discriminan entre partículas u antipartículas, de modo que las partículas prevalecieron sobre la antipartículas, y por eso tenemos un Universo de materia, no de antimateria. Soy consciente de que esto es una explicación muy somera de lo que pensamos que pasó. Si has seguido las noticias, habrás oído el año pasado que se levanto mucho ruido porque unos investigadores dijeron que habían medido polarización en el Fondo Cósmico de Microondas. Esto significaba que ese periodo de inflación se confirmaba. Pero luego resultó que las medidas n estaban bien. Y ahora estamos a la espera de que se hagan esas medidas de polarización para confirmar lo que te he contado. Tienes que pensar que nuestra única ventana para poder mirar el origen del Universo es el Fondo Cósmico de Microondas. Y todo cuanto sabemos y podemos aprender del origen del universo está ahí. La ciencia se basa en hechos medibles y comprobables. Lo que no podemos medir no lo conocemos. Por eso esperamos esas medidas de polarización para confirmar la teoría de la inflación del Universo.

Bueno esto se ha alargado un poco. Si algo no se entiende me dices.
Saludos,
José Miguel