El Big Bang y el Secreto del Universo

T.E.L: 8 min.

En relación a una nota publicada en este blog en 2007, reflexiones sobre el Modelo Cosmológico Estándar.

Hace unos años publiqué en este blog una nota titulada "¿Qué pasó antes del Big Bang?", a raíz de dos artículos publicados en ese tiempo, uno por la Universidad Penn State y otro en BadAstronomy.
La nota en este blog ha sido una de las más leídas, según las estadísticas web y una de las más comentadas.

A propósito de un mail que recibí hace unos días, se me ocurrió hacer algunas reflexiones al respecto.

Digamos que lo que se conoce como Modelo Cosmológico Estándar (o Modelo Lambda-CDM) incluye lo que vulgarmente llamamos Teoría del Big Bang. Se trata de un modelo que intenta explicar los datos objetivos obtenidos, los descubrimientos. Un modelo es una manera de explicar e interpretar tales datos.
Un modelo es factible de ser comprobado o no comprobado (total o parcialmente).

Este modelo implica los siguientes datos básicos:
-Corrimiento al rojo "cosmológico"-velocidad de recesión de las galaxias (Ley de Hubble). El astrónomo en cuyo honor se nombró al famoso telescopio espacial descubrió que las galaxias que observaba se alejaban de nosotros y que cuanto más lejos estaban, más se alejaban. El indicio de tal "alejamiento" es el corrimiento al rojo de las galaxias.
De tales datos objetivos se realizaron dos interpretaciones preponderantes: que el universo (el espacio-tiempo) se expande; y la teoría de la "Luz cansada".

-Ley de conservación de la energía. Los físicos notaron que si dos partículas, digamos protones, con una cierta energía colisionan, el resultado serán ciertas partículas y radiación cuyas energías sumadas son iguales a la de los protones iniciales. Es decir, que no se produjo ni disminuyó la energía. Por varios experimentos realizados se sostiene esta idea hasta hoy. Se ha propuesto que sí es posible que se cree energía, pero en proporciones tan bajas que nuestros actuales instrumentos no han detectado tal creación.

-Densidad: Si aceptamos que el espacio-tiempo se expande (y no que la luz se "cansa") y que la energía se conserva (apoyadas ambas interpretaciones en sendos datos objetivos) entonces, el universo en el pasado estaba más contraído, pero con la misma cantidad de energía, es decir, su densidad energética era mayor, por tanto, era más caliente.

El descubrimiento de la radiación de fondo de microondas (en 1964) encaja con este modelo.

Pero hay otros aspectos que No encajan. Uno es la homogeneidad esperada con la observada. Para resolver tal dilema (el problema del horizonte) Alan Guth propuso a principios de la década de 1980 la inflación cósmica. El concepto intenta lidiar con los problemas del Big bang, pero no está asentado en evidencias. Es una tesis que debe ser corroborada.

Este no es un detalle. Es importante distinguir lo que sabemos objetivamente de lo que postulamos.

Ciencia idealista: El big bang como primer motor inmóvil
Pero la cuestión central es qué significa -filosóficamente- la teoría del big bang. ¿Significa que habría un "Primer motor inmóvil científico"?
Si nos retrotraemos en el tiempo, bajo el modelo antes expuesto, llegaríamos a una "singularidad". Si entendemos tal término como una "zona" antes de la cual no se pueda decir nada, sería un límite último (o primero).
Así, antes de tal singularidad habría...nada. O bien, habría "alguna cosa" imposible de saber (que es casi lo mismo para nosotros).

Vale pensar lo siguiente: si así fuese, el Universo (concepto asociado al TODO) no sería infinito. Un infinito no debería tener ni principio ni final. En la naturaleza, en la vida humana, encontramos "principios" y "finales" necesarios a la hora de definir racionalmente a la realidad. Un niño nace (inicio) y años más tarde el hombre muere (final). Sin embargo, el niño que en el enunciado anterior es "causa", es también "consecuencia" de aquello que hicieron sus padres para concebirlo. Y su fallecimiento, que en el enunciado anterior es "consecuencia", es también un "inicio". Su cuerpo, que es materia, se transforma en otras formas de materia.
Visto así, no hay ni un único principio ni un único final, sino un encadenamiento de causas y consecuencias, por decirlo de algún modo.

Esto no significa que "todo tiene que ver con todo" ni que exista la reencarnación ni nada por el estilo.

Una persona inicia una carrera de estudios. Al finalizar, se recibe. Pero tal inicio es en realidad consecuencia de algo anterior. Y el final es causa de consecuencias futuras.

Los seres humanos no conocemos ninguna cosa que tenga un principio absoluto, fijo y eterno.

Aristóteles y luego Tomás de Aquino, postularon un Primer Motor Inmóvil (PMI) como causa de todo.

Si la singularidad fuese un Principio que no tiene antecedente (que surge de la nada), sería un PMI. Así, el mayor logro de la astronomía moderna sería...religioso.

Sería también anti-científico. Por varias razones:
1-La ciencia se asienta en la posibilidad de saber. El PMI destruye tal posibilidad, al poner un límite que excluye el conocimiento.
2-La ciencia se basa en datos objetivos que siempre es necesario interpretar. Surgen varias interpretaciones que aceptaremos o no según su coherencia, pero también su corroboración. Es imposible corroborar que antes de tal singularidad existió...nada.
3-La historia de la ciencia muestra que nuestro conocimiento es parcial y confuso. Hemos creído que la Tierra era el centro del universo. Ni la Tierra, ni el Sol, ni la Galaxia. Por tanto, es dable pensar que el Universo que observamos sea eso, la parte que sí podemos observar del TODO. Es decir, el Universo observado (actualmente observable) no sería el TODO.
Por tanto, es posible que una parte del universo se expanda, mientras otra parte se contrae. Es posible que existan varios "universos" en tanto "burbujas de espacio-tiempo" dentro de un Multiverso, o bien zonas dentro del mismo universo con diferente densidad.

Por esto, la Teoría del Big Bang no debería ser interpretada como la prueba científica de un único y absoluto inicio de TODO. No se postula eso porque no hay forma de postular algo semejante. Hay quienes así lo interpretan, sin embargo.

Como si fuera poco, tales interpretaciones desconocen u ocultan que tal modelo tiene sus enormes "agujeros negros" teóricos, como los indicados arriba y otros más técnicos.

Infinitud y eternidad
Si un universo infinito supone que hubo un PMI, pero que no tiene fin (en relación a la definición del DRAE de la palabra como aquello "Que no tiene ni puede tener fin ni término", entonces, un universo sin principio ni fin sería "eterno" (la definición del DRAE para esa palabra es: Perpetuidad sin principio, sucesión ni fin).
Si lo primero sería "idealista" o cuasi religioso al postular un PMI, lo segundo también lo sería al postular un universo eterno, ya que otro uso del vocablo "eternidad" también es religioso: "Rel. Posesión simultánea y perfecta de una vida interminable, considerada atributo de Dios".
Lo eterno se ha asociado con lo inmutable, lo absoluto, lo que no cambia.
El lenguaje y las ideas humanas son fruto de nuestro desarrollo histórico y social.
En astronomía se sostuvo que el universo es infinito, por ejemplo para resolver la Paradoja de Olbers (y todo bajo el paraguas del Principio Cosmológico).

Bien podemos decir que la realidad tal como la conocemos hasta ahora, está en permanente cambio y transformación. Y que tal realidad no tiene un "límite", en todo caso nuestro conocimiento de tal realidad lo tiene y vamos superando tales límites a partir de postular tesis y antítesis. De allí que un concepto de infinito podría ser de aquello que no tiene límites (y no de aquello que no tiene fin, pero sí principio).
Quizás el moderno concepto de fractales sea la superación de tales contradicciones.

¿Crisis en la cosmología?
A partir de lo dicho hay quienes postulan que la cosmología está en crisis. Hay diferentes maneras de entender una crisis. Una de esas maneras es cierta forma de parálisis o inmovilismo teórico, cuando un modelo no logra avanzar a pesar de múltiples investigaciones a lo largo de décadas.
Para salir de tal parálisis se retoman teorías anteriores (como la luz cansada o la teoría del estado estacionario). Si tales teorías tuvieran respaldo empírico podrían ser una superación, pero si sólo se cambia un conjunto teórico con agujeros por otro que tiene tantos o más agujeros, no creo que sea una superación.
Por otro lado, si analizamos por lo dicho que hay una crisis en la cosmología, ¿no cabría decir algo similar sobre la teoría de la evolución o la psicología (ni que hablar del psicoanálisis)?

La ciencia no se hace de la nada. Se hace a partir de ciertas premisas o principios. Buscamos causas porque entendemos que DEBE haberlas, aunque todavía no las hayamos encontrado. Del mismo modo y por la misma razón, resulta conveniente y coherente con lo conocido hasta ahora, que busquemos orígenes, pero no principios absolutos. Si el universo tuviera un límite, tal límite sería una negación ya que negaría lo que tal límite excluye. De un lado del límite habría espacio-tiempo y conocimiento. Del otro lado, ninguna cosa, ni espacio, ni tiempo, ni luz, ni conocimiento. El límite excluye al conocimiento y por tanto al desarrollo humano.
Pero si tal límite es una negación del conocimiento, negar el límite es entonces una afirmación. La más grande afirmación de todas, la que posibilita el desarrollo del conocimiento y capacidades humanas.
Por tanto, no es caprichoso asumir que el Big Bang NO es el principio de TODO. Y esto es posible sostenerlo aun con un universo en expansión (sin luz cansada) y con ley de conservación de la energía.

El secreto del universo
Hay un libro del gran Isaac Asimov titulado "El secreto del universo" que son un conjunto de relatos que incluye, como frutilla del postre, un último texto con el título que da nombre a la obra. En aquel ensayo número 31, Asimov cuenta:

Dijo: « ¿Creéis que es posible que algún día se responda a todas las preguntas de la ciencia y no haya nada más que hacer? ¿O es imposible encontrar todas las respuestas?
¿Hay algún modo que podamos saber ahora mismo cuál de estas dos situaciones es la correcta?»
Fui el primero en hablar. Dije: «Creo que podemos saberlo ahora mismo, Heinz, y sin ningún problema.»
Heinz se volvió hacia mí y me preguntó: « ¿Y cómo, Isaac?»
Y yo contesté: «Creo que, esencialmente, el Universo presenta propiedades fractales muy complejas, y que la actividad científica participa de estas propiedades. Por consiguiente, cualquier aspecto del Universo que no se comprenda todavía y cualquier aspecto de la investigación científica que no se haya resuelto todavía, por muy pequeños que sean en comparación con lo que ya está comprendido y resuelto, es de una naturaleza tan compleja como la del Universo original. Así que nunca terminaremos. Por muy lejos que lleguemos, el camino que nos quedará por recorrer será tan largo como al principio; ese es el secreto del Universo.»

Nótese que muchas veces se compara a la expansión del universo con un globo que se infla. Para eso es necesario explicar cómo se infla. ¿Hay alguien que lo infla (religión) o se infla como consecuencia de causas anteriores?
Lo que seguro sabemos es que el conocimiento humano es como un globo que se infla (en forma irregular) y que somos los seres humanos quienes insuflamos aire o dejamos de hacerlo. A veces nos cansamos, a veces tenemos miedo y dejamos de soplar. Volvamos a tomar aire. ¿Y por qué queremos saber? El conocimiento nos cambia (la teoría heliocéntrica, la expansión del universo, la cuántica, nos han cambiado. Y sin duda también las teorías sociales). Pero al mismo tiempo, el conocimiento nos permite cambiar la realidad y romper los límites que nos hemos impuesto. Hagámoslo y podremos decir como Buzz Lightyear: Al infinito... ¡y más allá!

Fuentes y links relacionados

"¿Qué pasó antes del Big Bang?"
El Secreto del Universo, Isaac Asimov. (versión web)
Fractales en astronomía, astrofísica y cosmología
Wikipedia: Cosmología fractal

Sobre las imágenes

Del blog Diabetes, de Pablo Tangelson. El epígrafe de la foto es: A Susan P. Cooper por su sorprendente capacidad para inflar globos sin perder esa mirada angelical en una tarde nublada en Topeka, Kansas.
Galaxia de galaxias: de JonathanD Jonathan J. Dickau [Public domain], via Wikimedia Commons