Antes del comienzo del Big Bang, la dimensión del espacio-tiempo no existía o ocupaba el espacio cero. ¿Pero existían las dimensiones de longitud, profundidad y altura?

Antes de que ocurriera el Big Bang, el espacio-tiempo simplemente no existía. Así que antes del Big Bang no había tiempo ni espacio. A medida que el universo se expandió después del Big Bang, el espacio-tiempo surgió. Un universo crea su propio espacio en el que se expande y el tiempo comienza a fluir, lo que lleva a una distinción entre pasado y futuro.

Como el universo se describe en el nivel fundamental en términos de teoría de la relatividad, el espacio y el tiempo entran en las ecuaciones en pie de igualdad.

En una época posterior, cuando el universo se ha enfriado a muy poca energía, desde el punto de vista de un observador, el espacio y el tiempo aparecen como dimensiones separadas. Pero esto es solo un artefacto del mundo de baja energía. A altas energías, el espacio y el tiempo se combinan correctamente en el espacio-tiempo.

No sabemos si ocupaba un espacio cero, en el sentido del espacio de coordenadas. Sabemos que las distancias en el universo eran muy pequeñas, tal vez cercanas a cero.

La relatividad general, en la que se basa la teoría del Big Bang, se basa en la geometría diferencial. DG no puede decirte el tamaño absoluto de algo, solo el tamaño relativo o la distancia. No puede decir si, por ejemplo, en el pasado el universo era más pequeño, si los objetos en él eran más grandes.

Puede sentir que una explicación es mucho más plausible que otra. Pero, no puedes estar seguro.

No sabemos qué sucedió antes del Big Bang, e incluso si hubo un antes. No existe una dimensión espacio-tiempo. El espacio-tiempo es cualquier modelo matemático que fusiona las tres dimensiones del espacio y la dimensión del tiempo en un único continuo de cuatro dimensiones. Ver Spacetime – Wikipedia.

Los observables del Universo eran del tamaño de una pequeña bola. La teoría del Big Bang describe cómo el Universo observable se expandió desde esa pequeña bola. Los físicos no están decididos si esto significa que el universo comenzó a partir de esta pequeña bola (una singularidad), o si el conocimiento actual es insuficiente para describir el Universo en ese momento. Si el Universo (no solo el Universo observable ) es infinito, esto podría significar que la expansión es infinita. (Otra forma de decir esto es que si invierte el tiempo, la contracción del universo sería infinita).

Además, el Big Bang no podría ser un comienzo, sino un bucle. Lo que, por ejemplo, podría suceder en una gran crisis: ” Una teoría propone que el universo podría colapsar al estado donde comenzó y luego iniciar otro Big Bang”

La pregunta hace la suposición injustificada de que la singularidad en los modelos de Big Bang significa que el espacio-tiempo no existía o ocupaba un espacio cero.

La evidencia respalda mejor una singularidad de big bang que es infinita en extensión. Es el universo observable que tendría un tamaño cero: la luz aún no había tenido la oportunidad de ir a ninguna parte.

Sin embargo, la “singularidad” en este tipo de discusión es un término técnico para “eso es extraño”, y solo significa que las ecuaciones no tienen sentido en esta situación. No es un estado o un objeto.

Hay un modelo de tortuga para abordar la singularidad, básicamente eliminándolo. Ve el Universo como un posible estado cuántico … geométricamente, la singularidad es eliminada por las dimensiones que se curvan entre sí. El espacio-tiempo 3 + 1D cambia a un espacio 4D … por lo que obtiene 4 direcciones de distancia normal como si tuviera tres hoy.

Longitud, profundidad y altura son tres de las cuatro dimensiones del espacio-tiempo. La cuarta dimensión es el tiempo. Cuando no hay espacio-tiempo, entonces ninguna de estas dimensiones existe.

¿Es cierto que no hubo espacio-tiempo antes del Big Bang? Esta pregunta no tiene ninguna respuesta concluyente. Hay modelos cosmológicos donde no había nada antes del Big Bang. Hay modelos donde el Big Bang duró un tiempo infinito. Hay modelos en los que el universo ha infinito muchos Big Bangs. Hay modelos donde el universo es infinitamente grande en tiempo y espacio con muchos Big Bangs y universos de bolsillo. Ningún dato de observación puede decidir aún cuál de estos modelos es la verdadera cosmología.

Es la misma cosa. El espacio-tiempo es longitud, profundidad y altura (y tiempo). No sabemos qué existió antes del Big Bang, o antes de la inflación, que es el período de rápida expansión que precedió al Big Bang. Es difícil conjeturar sobre estas cosas. ¿Existieron como concepto antes de existir como realidad? Estas preguntas la física no puede responder. Todavía.

Esos son el espacio-tiempo. Partes de ella de todos modos. El espacio-tiempo no existe dentro del espacio-tiempo. Solo hay una geometría y no está incrustada en nada más alto.

Estás confundiendo tu terminología.

El espacio-tiempo no es una dimensión separada. Longitud, profundidad y altura son todas las propiedades contenidas en el espacio-tiempo. Algo no puede tenerlos si no hay espacio-tiempo.