Las primeras ondas gravitacionales sonaron inmediatamente después del Big Bang. Estas primeras ondas a través del tejido del espacio-tiempo fueron amplificadas rápidamente por procesos inflacionarios que impulsaron al universo an expandirse explosivamente. Esto fue el resultado de las fluctuaciones cuánticas en la nueva sopa de materia primordial. Crédito de imagen: Carl Knox, OzGrav/Swinburne
De la energía. Tal como nos enseñó Einstein, la materia es solo otra forma de energía.
Según la famosa ecuación de Einstein:
E=mc²
La materia y la energía están relacionadas de manera fundamental. La ecuación establece que la energía (E) es igual a la masa (m) multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado (c²). Esto implica que la masa puede convertirse en energía y viceversa.
O sea, cuando la materia se comprime y se calienta enormemente, se desintegra y se convierte en energía. Dicho al revés, cuando la energía primordial se expandió y enfrió, una parte de ésta se «condensó» en partículas de materia.
Por supuesto eso solo traslada la pregunta a «¿de dónde surgió la energía primordial?»
La pregunta sobre el origen de la energía primordial en el Big Bang es una cuestión profunda y desafiante en cosmología. La teoría del Big Bang describe el universo en expansión desde un estado extremadamente caliente y denso, pero no proporciona detalles precisos sobre el origen último de la energía primordial. Aquí hay algunas teorías y conceptos que se han propuesto:
Inflación Cósmica:
La teoría de la inflación cósmica sugiere que hubo un breve período de expansión exponencial en los primeros momentos del universo. Durante este período, un campo escalar (inflatón) habría experimentado cambios cuánticos, liberando energía en el proceso. Esta energía inflacionaria habría sido la fuente de la expansión rápida y uniforme del universo.
Quarks y Gluones:
En los primeros instantes después del Big Bang, el universo estaba tan caliente y denso que los quarks y gluones, que normalmente están confinados en partículas subatómicas como protones y neutrones, existían libremente en lo que se conoce como la sopa de quarks y gluones. La energía en esta fase temprana del universo estaba asociada con la interacción de estas partículas fundamentales.
Simetría Rota:
Algunas teorías sugieren que el universo primitivo tenía una simetría diferente a la que observamos actualmente. Durante las transiciones de fase, esta simetría se habría roto, liberando energía en el proceso.
Aniquilación de Partículas y Antipartículas:
Se cree que en los primeros momentos del Big Bang, hubo una producción significativa de partículas y antipartículas. La aniquilación mutua de estas partículas y antipartículas liberó grandes cantidades de energía.
Fluctuaciones Cuánticas:
Según los principios de la mecánica cuántica, existen fluctuaciones cuánticas incluso en el vacío. Estas fluctuaciones podrían haber contribuido a la generación de energía durante los primeros momentos del universo.
Otras perspectivas y conceptos que se han propuesto:
Aunque es importante destacar que muchas de estas ideas aún están en fase de investigación y no han sido completamente confirmadas:
Teoría de Cuerdas:
La teoría de cuerdas es un marco teórico que busca describir todas las partículas y fuerzas fundamentales en términos de cuerdas vibrantes. En este contexto, la energía primordial podría estar relacionada con las vibraciones fundamentales de las cuerdas en el espacio-tiempo.
Gravedad Cuántica de Bucles:
Esta es una aproximación a la gravedad cuántica que intenta unificar la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad general. Propone que el espacio-tiempo está compuesto por estructuras discretas llamadas «bucles», y la energía primordial podría estar asociada con procesos fundamentales en esta estructura.
Teoría de Gravedad Escalar:
Algunas teorías consideran la posibilidad de que exista un campo escalar adicional asociado con la gravedad que desempeñe un papel importante en el origen de la energía primordial.
Teoría de Universos Cíclicos:
Algunas teorías sugieren que el Big Bang actual es solo un evento en un ciclo eterno de expansión y contracción del universo. En este escenario, la energía podría provenir de eventos pasados de contracción y colisión de universos anteriores.
Teoría de la Simetría Especular:
Esta teoría propone la existencia de un universo espejo que podría tener una interacción simétrica con nuestro propio universo. La energía primordial podría estar relacionada con procesos en este universo espejo.
Es importante destacar que estas teorías son complementarias y pueden estar interrelacionadas. Además, la física en las condiciones extremas del universo temprano, donde las densidades y temperaturas eran inmensas, está más allá de las capacidades actuales de los experimentos en la Tierra, por lo que la validación y refinamiento de estas teorías dependen en gran medida de avances teóricos y observacionales continuos.
