10 alternativas a la teoría del Big Bang convencional

Terry Pratchett describió la visión convencional de la creación del universo de esta manera: "Al principio no había nada que explotara". La visión actual de la cosmología es la de un universo en expansión que se originó en el Big Bang, que está bien respaldado. por evidencia en forma de radiación de fondo cósmico y el cambio de la luz distante hacia el extremo rojo del espectro, lo que sugiere que el universo se está expandiendo constantemente.

Sin embargo, no todos están convencidos. A lo largo de los años, se han presentado diversas visiones alternativas y diversas de la cosmología. Algunas son especulaciones interesantes que lamentablemente no se pueden verificar con nuestra evidencia o tecnología actual. Otros son vuelos equivocados de fantasía, que se rebelan contra la forma insoportable en que el universo parece desafiar las nociones humanas del sentido común.

10 estados estacionarios

De acuerdo con un manuscrito recientemente recuperado por Albert Einstein, el gran científico le dio crédito a la teoría del astrofísico británico Fred Hoyle de que el espacio podría continuar expandiéndose indefinidamente mientras mantiene una densidad constante si la generación espontánea introduce constantemente nueva materia. Durante décadas, muchos consideraron a Hoyle una manivela, pero el documento sugiere que al menos Einstein consideró seriamente las ideas.

La teoría del estado estacionario fue propuesta en 1948 por Hermann Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle. Se derivó del principio cosmológico perfecto, que establece que el universo se ve esencialmente igual desde cualquier lugar dentro de él en todo momento (en un sentido macroscópico). Esto era filosóficamente atractivo, ya que sugería que el universo no tiene principio ni fin. La teoría fue aceptada popularmente por muchos en los años cincuenta y sesenta. Al enfrentarse a la evidencia de que el universo se estaba expandiendo, los defensores sugirieron que se estaba creando nueva materia de manera espontánea a una velocidad constante pero minuciosa: unos pocos átomos por milla cúbica por año.

La observación de los quásares en galaxias distantes (y, por lo tanto, más antiguas, desde nuestro punto de vista) que no existían en nuestra región estelar disminuyó el entusiasmo por la teoría, y finalmente fue desmentida cuando los científicos se enteraron de la radiación de fondo cósmica. Sin embargo, mientras Hoyle promovía su teoría favorita, realizó una serie de estudios que demostraron cómo los átomos más pesados ​​que el helio habían aparecido en el universo. (Fueron creados por la alta temperatura y la presión de las primeras estrellas en su ciclo de vida). También él, irónicamente, fue quien acuñó el término "Big Bang".

9 luz cansada

Edwin Hubble observó que las longitudes de onda de la luz de galaxias distantes se desplazaban hacia el extremo rojo del espectro en comparación con la luz emitida por cuerpos estelares cercanos, lo que sugiere que los fotones habían perdido energía de alguna manera. Este "desplazamiento al rojo" generalmente se explica en el contexto de una expansión post-big bang como una función del efecto Doppler. Los defensores de los modelos de estado estable del universo sugirieron que los fotones de luz perdían energía gradualmente a medida que viajaban a través del espacio, moviéndose a la longitud de onda más larga, el extremo rojo menos energético del espectro. Esta teoría fue propuesta por primera vez por Fritz Zwicky en 1929.

Hay una variedad de problemas con la luz cansada. Primero, no hay manera de que la energía de un fotón pueda cambiarse sin cambiar también su impulso, lo que daría lugar a un efecto borroso que no observamos. En segundo lugar, no explica los patrones observados de emisión de luz de las supernovas, que en su lugar coinciden más estrechamente con los modelos para un universo en expansión con una relatividad especial que causa la dilatación del tiempo. Finalmente, la mayoría de los modelos para la teoría de la luz cansada se basan en un universo sin expansión, pero eso llevaría a un espectro de radiación de fondo que no coincide con nuestras observaciones. Según los números, si la hipótesis de la luz cansada fuera correcta, toda nuestra radiación de fondo cósmica observada tendría que provenir de fuentes más cercanas a nosotros que la Galaxia Andrómeda M31 (nuestra galaxia vecina más cercana), y cualquier cosa más allá de eso sería invisible para nosotros.

8 Inflación eterna

La mayoría de los modelos modernos del universo temprano plantean un corto período de crecimiento exponencial (conocido como inflación) causado por la energía del vacío, en el que las partículas vecinas se encontraron rápidamente separadas por vastas regiones del espacio. Después de esta inflación, la energía del vacío se descompuso en una sopa de plasma caliente que eventualmente formó átomos, moléculas, etc. En la teoría de la inflación eterna, este proceso de inflación nunca terminó. En su lugar, las burbujas de espacio habrían dejado de inflarse y habrían entrado en un estado de baja energía y luego expandirse hacia el interior inflado. Estas burbujas habrían sido como burbujas de vapor en una olla de agua hirviendo, excepto en esta analogía, la olla siempre está creciendo.

En esta teoría, nuestro universo es una burbuja entre muchas en un multiverso caracterizado por la inflación continua. Un aspecto de esta teoría que puede ser comprobable es la idea de que dos universos que están lo suficientemente cerca como para encontrarse entre sí podrían causar interrupciones en el espacio-tiempo de cada universo. El mejor soporte para esta teoría sería la evidencia de tal interrupción encontrada en la radiación de fondo cósmica.

El primer modelo inflacionario fue propuesto por el científico soviético Alexei Starobinksy, pero se hizo famoso en Occidente por el físico Alan Guth, quien teorizó que el universo primitivo podría haberse enfriado demasiado para permitir un crecimiento exponencial antes del Big Bang. Andrei Linde tomó estas teorías y las desarrolló en su teoría de la "eterna expansión caótica", que sugería que, en lugar de requerir una gran explosión, dada la energía potencial correcta, la expansión puede ocurrir desde cualquier punto del espacio escalar y sucedía constantemente a lo largo del multiverso.

Según Linde: "En lugar de un universo con una sola ley de la física, la inflación caótica eterna predice un multiverso que se reproduce por sí mismo y que existe eternamente, donde se pueden realizar todas las posibilidades".

7 4-D Espejo de agujero negro

El modelo estándar para el Big Bang dice que el universo explotó de una singularidad infinitamente densa, pero eso hace que sea difícil explicar por qué tiene una temperatura casi uniforme, dado el corto tiempo (cosméticamente hablando) que ha pasado desde ese evento violento. Algunos creen que esto puede explicarse por una forma desconocida de energía que hizo que el universo se expandiera más rápido que la velocidad de la luz. Un equipo de físicos del Instituto Perimetral de Física Teórica propuso que el universo podría ser, de hecho, un espejismo 3D generado en el horizonte de eventos de una estrella de cuatro dimensiones que colapsa en un agujero negro.

Niayesh Afshordi y sus colegas estaban estudiando la propuesta de 2000 de un equipo de la Universidad Ludwig Maximilians en Munich que afirmaba que nuestro universo era solo una membrana existente dentro de un "universo global" que tiene cuatro dimensiones. Se dieron cuenta de que si este universo en masa también contenía estrellas en 4-D, podrían comportarse de manera similar a sus contrapartes en 3D en nuestro universo, explotando en supernovas y colapsando en agujeros negros.

Los agujeros negros tridimensionales están rodeados por una superficie esférica denominada horizonte de eventos. Mientras que la superficie del horizonte de eventos de un agujero negro tridimensional es bidimensional, la forma del horizonte de eventos de un agujero negro tridimensional sería tridimensional: una hiperesfera. Cuando el equipo de Afshordi modeló la muerte de una estrella 4-D, encontraron que el material expulsado formaba una brana (membrana) 3D alrededor del horizonte de eventos y se expandía lentamente. Luego sugirieron que nuestro universo podría ser, de hecho, simplemente el espejismo formado por los restos de las capas externas de una estrella colapsable de cuatro dimensiones.

Como el universo masivo en 4-D puede ser mucho más antiguo, o incluso infinitamente viejo, esto explica la temperatura uniforme que observamos en nuestro universo, aunque algunos datos recientes sugieren que puede haber discrepancias que se ajusten mejor al modelo convencional.

6 espejo universo

Un problema complejo para la física es que casi todos los modelos aceptados, incluida la gravitación, la electrodinámica y la relatividad, funcionan igualmente bien para describir el universo, independientemente de si el tiempo avanza o retrocede. En el mundo real, sabemos que el tiempo solo va en una dirección, y la explicación estándar para esto es que nuestra percepción del tiempo es simplemente un producto de la entropía, en el cual el orden se disuelve en desorden. El problema con esta teoría es que sugiere que nuestro universo comenzó en un alto estado de orden y un bajo estado de entropía. Muchos científicos están insatisfechos con la idea de un universo temprano de baja entropía que fija la dirección del tiempo.

Julian Barbour de la Universidad de Oxford, Tim Koslowski de la Universidad de New Brunswick y Flavio Mercati del Instituto Perimetral de Física Teórica han desarrollado una teoría que sugiere que la gravedad hizo que la dirección del tiempo fluya hacia adelante. Estudiaron una simulación por computadora de 1,000 partículas puntuales interactuando entre sí, influenciadas por la gravedad newtoniana. Encontraron que independientemente de su tamaño o cantidad, las partículas eventualmente se formarían en un estado de baja complejidad de tamaño mínimo y densidad máxima. Luego, el sistema de partículas se expandiría en ambas direcciones, creando dos "flechas de tiempo" simétricas y opuestas y creando estructuras más ordenadas y complejas en dos caminos.

Esto sugeriría que el Big Bang causó la creación de no uno, sino dos universos, cada uno de los cuales tiene tiempo en la dirección opuesta al otro. Según Barbour:

Esta situación de dos futuros exhibiría un pasado único y caótico en ambas direcciones, lo que significa que habría esencialmente dos universos, uno a cada lado de este estado central. Si fueran lo suficientemente complicados, ambos lados podrían sostener observadores que percibirían el tiempo en direcciones opuestas. Cualquier ser inteligente definiría su flecha del tiempo como alejándose de este estado central. Pensarían que ahora vivimos en su más profundo pasado.

5 cosmología conformal cíclica

Sir Roger Penrose, un físico de la Universidad de Oxford, sostiene que el big bang no fue el comienzo del universo, sino una simple transición a través de ciclos de expansión y contracción. Penrose sugirió que la geometría del espacio cambia con el tiempo y se enreda más, como lo describe un objeto matemático llamado tensor de curvatura de Weyl, que comienza en cero y crece con el tiempo. Él cree que los agujeros negros actúan para reducir la entropía en el universo y que a medida que el universo llega al final de su expansión, los agujeros negros engullirán la materia y la energía restantes y, finalmente, entre sí. A medida que la materia decae y los agujeros negros pierden su energía a través de la radiación de Hawking, el espacio se vuelve uniforme y se llena de energía inútil.

Esto introduce un concepto llamado invarianza conformal, una simetría de geometrías con diferentes escalas pero con la misma forma. Como el universo ya no se identificaría ostensiblemente con las condiciones en su inicio, Penrose argumenta que una transformación conforme causaría que la geometría del espacio se suavizara y que las partículas degradadas regresaran a un estado de cero entropía. El universo se colapsaría sobre sí mismo, listo para desencadenar un nuevo big bang. Esto significaría que el universo se caracteriza por un proceso repetitivo de expansión y contracción, que Penrose divide en períodos llamados "eones".

Penrose y su compañero, Vahe Gurzadyan, del Instituto de Física de Ereván en Armenia, recopilaron datos satelitales de la NASA sobre la radiación de fondo cósmico y afirmaron haber encontrado 12 anillos concéntricos claros en los datos, que creen que son evidencia de ondas gravitacionales causadas por agujeros negros supermasivos Chocando al final del eón anterior. Esta es la evidencia principal para la teoría de la cosmología cíclica conformal.

4 Big Bang Frío Y Universo Contratante

El modelo estándar del Big Bang sostiene que después de que toda la materia explotó de una singularidad, se convirtió en un universo caliente y denso y luego comenzó a expandirse lentamente durante miles de millones de años. La singularidad plantea algunos problemas cuando se trata de encajar con la teoría de la relatividad general y la mecánica cuántica, por lo que el cosmólogo Christoff Wetterich, de la Universidad de Heidelberg, arguye que el universo puede haber comenzado como un lugar frío y en gran parte vacío que solo se ha vuelto más activo porque se está contrayendo, en lugar de expandirse como en el modelo estándar.

En este modelo, el desplazamiento al rojo observado por los astrónomos puede ser causado por un aumento en la masa del universo a medida que se contrae. La luz emitida por los átomos está determinada por la masa de partículas, con más energía que aparece como luz moviéndose hacia el espectro azul y menos energía moviéndose hacia la luz en el espectro rojo.

El principal problema con la teoría de Wetterich es que es imposible probarlo a través de la medición, ya que solo podemos comparar la proporción de diferentes masas, no las masas en sí mismas. Un físico se quejó de que el modelo es como argumentar que, en lugar de expandirse el universo, el gobernante con el que lo estamos midiendo se está reduciendo. Wetterich ha dicho que no considera que su teoría sea un reemplazo para el Big Bang; simplemente señala que es igual de consistente con todas las observaciones conocidas del universo y puede ser una explicación más "natural".

3 universo viviente

Jim Carter es un científico aficionado que desarrolló una teoría personal sobre el universo basada en las jerarquías eternas de los "círculos", que son hipotéticos objetos mecánicos circulares. Él cree que toda la historia del universo se puede explicar como generaciones de círculos que emergen a través de los procesos de reproducción y fisión. Se le ocurrió el concepto después de observar un anillo de burbujas perfecto que emergía de su aparato de respiración mientras buceaba por el abulón en la década de 1970 y refinó sus teorías con experimentos con anillos de humo controlados hechos con cubos de basura y láminas de goma, que él cree que son manifestaciones físicas de un proceso llamado sincronicidad circlon.

Carter cree que la sincronicidad de circlon forma una mejor explicación para la creación del universo que la teoría del Big Bang. Su teoría del universo viviente postula que al menos un átomo de hidrógeno siempre ha existido. Al principio, un solo átomo de antihidrógeno flotaba en un vacío tridimensional. La partícula tenía la misma masa que todo nuestro universo presente y estaba compuesta de un protón cargado positivamente y un antiprotón cargado negativamente. El universo tenía una dualidad completa y perfecta, pero el antiprotón negativo se expandía gravitacionalmente un poco más rápido que el protón positivo, lo que hacía que perdiera masa relativa. Luego se acercaron hasta que la partícula negativa absorbió el positivo y formaron el antineutrón.

El antineutrón también tenía una masa desequilibrada, pero finalmente regresó a un equilibrio que causaría que se dividiera en dos nuevos neutrones partícula-antipartícula. Este proceso causó un número exponencialmente creciente de neutrones, algunos de los cuales no se dividieron sino que se aniquilaron en fotones, que se convirtieron en la base de los rayos cósmicos. Eventualmente, el universo se convirtió en una masa de neutrones estables, que existió durante un tiempo antes de descomponerse y permitir que los electrones se acoplen a los protones por primera vez, formando los primeros átomos de hidrógeno y eventualmente llenando el universo con electrones y protones que interactúan violentamente para formar los elementos. . Después de un período llamado "La Era del Gran Fuego Congelado", obtuvimos la formación de estrellas, planetas y conciencia.

La mayoría de los físicos consideran que las ideas de Carter son especulaciones equivocadas que no resisten el rigor de la investigación empírica. De hecho, los experimentos de Carter con anillos de humo se usaron como evidencia de la ahora desacreditada teoría del éter hace 13 años.

Universo de plasma 2

Mientras que la cosmología estándar sostiene la gravedad como la fuerza guía principal, la cosmología del plasma o la teoría del universo eléctrico, en cambio, pone un énfasis mucho mayor en el electromagnetismo. Uno de los primeros defensores de esta teoría fue el psiquiatra ruso Immanuel Velikovsky, quien escribió un artículo de 1946 sobre el tema titulado "Cosmos sin Gravitación", que argumentaba que la gravedad es un fenómeno electromagnético que surge de la interacción entre cargas atómicas, cargas libres y la magnética. Campos de soles y planetas. Estas teorías se desarrollaron aún más en la década de 1970 por Ralph Juergens, quien argumentó que las estrellas eran propulsadas por procesos eléctricos en lugar de termonucleares.

Hay una variedad de diferentes iteraciones de la teoría, pero algunos elementos son generalmente los mismos en todas partes. Las teorías del universo de plasma afirman que el Sol y las estrellas son impulsadas eléctricamente por corrientes de deriva, que algunas características de la superficie planetaria son causadas por el "súper relámpago" y que las colas de los cometas, los demonios del polvo marciano y la formación de galaxias son procesos eléctricos. Las teorías afirman que el espacio profundo está impregnado de filamentos gigantes de electrones e iones, que se torcen debido a las fuerzas electromagnéticas en el espacio y crean materia física como las galaxias.Los cosmólogos del plasma suponen que el universo es infinito tanto en tamaño como en edad, lo que ha limitado su utilidad para los creacionistas a pesar de su oposición a la cosmología del Big Bang.

Uno de los libros más influyentes sobre el tema es El Big Bang nunca sucedió, escrito por Eric J. Lerner en 1991. Argumenta que la teoría del big bang predice incorrectamente la densidad de elementos ligeros como el deuterio, el litio-7 y el helio-4, que los vacíos entre galaxias son demasiado vastos para ser explicados con un post -el marco de tiempo Big Bang, y que el brillo de la superficie de galaxias distantes se ha observado como constante, mientras que en un universo en expansión, el brillo debería disminuir con la distancia debido al desplazamiento al rojo. También afirma que la teoría del Big Bang requiere demasiados datos hipotéticos (inflación, materia oscura y energía oscura) y viola la ley de conservación de la energía, ya que el universo emerge de la nada.

En contraste, argumenta, la teoría del plasma predice correctamente la abundancia de elementos de luz, la estructura macroscópica del universo y la absorción de las ondas de radio como la causa de la radiación de fondo cósmica. Muchos cosmólogos sostienen que las críticas de Lerner a la cosmología del big bang se basan en nociones que se sabía que eran incorrectas cuando escribió el libro, y sus explicaciones de las observaciones que respaldan la cosmología del big bang causan más problemas de los que pueden resolver.

1 Bindu-Vipshot

Hemos evitado las historias de creación religiosa o mitológica para el origen del universo hasta ahora, pero podemos hacer una excepción para las historias de creación hindú, que pueden reconciliarse con teorías científicas con una facilidad que escapa a la mayoría de las otras cosmologías religiosas. Carl Sagan dijo una vez: “Es la única religión en la que las escalas de tiempo corresponden a las de la cosmología científica moderna. Sus ciclos van desde nuestro día y noche ordinarios a un día y noche de Brahma, de 8,64 mil millones de años. Más largo que la edad de la Tierra o el Sol y aproximadamente la mitad del tiempo desde el Big Bang ".

El concepto tradicional más cercano a la teoría del big bang del universo se puede encontrar en el concepto hindú de bindu-vipshot, que significa "punto de explosión" en sánscrito. Los himnos védicos de la antigua India sostenían que el bindu-vipshot produjo las ondas de sonido de la sílaba "om", que representa a Brahman, la Realidad Última o Dios. La palabra "Brahman" viene de la raíz sánscrita brh, que significa "crecer en grande", que tiene algún vínculo con el big bang, como lo hace con el título de las Escrituras Shabda Brahman, que podría estar vinculado a sphotao "explosión". El sonido primordial "om" se ha interpretado como la vibración del big bang detectada por los astrónomos en forma de radiación cósmica de fondo.

Los Upanishads explican el big bang como el único (Brahman) que desea convertirse en muchos, que logró a través del big bang con una expresión de voluntad. La creación es ocasionalmente descrita como lila, o "juego divino", con la implicación de que el universo fue creado como parte de un juego, y lanzar el Big Bang fue parte de eso. Ningún juego es divertido cuando el jugador omnisciente sabe exactamente cómo va a funcionar.