Muchas respuestas aquí equiparan el “Big Bang” con un evento específico en el tiempo (la llamada “singularidad”, o: T = 0), pero la teoría científica conocida como “La teoría del Big Bang” no implica eso. La teoría del Big Bang es una teoría científica que describe la evolución del universo, no el origen último . El Big Bang no debe ser equiparado con un evento a tiempo.
El modelo cosmológico basado en la relatividad general tiene soluciones matemáticas que se están expandiendo o contrayendo (la situación especial de equilibrio, como fue teorizado por Einstein, necesitaba una constante especial para adaptarse a eso, la ‘constante cosmológica’, que resultó incorrecta porque el universo se volvió para expandirse y no ser estático, Einstein lo llamó “su mayor error”, pero en las teorías cosmológicas más recientes, la constante cosmológica ha resurgido como densidad de energía de vacío, denominada energía oscura, que se cree que es responsable de la expansión acelerada de la universo; la energía oscura forma aproximadamente el 70% de toda la materia en el universo, el 20% de materia oscura y solo el 5% de materia bariónica normal) y la idea de que el universo se expandiría fue teorizada por Alexander Friedman y George Lemaître. Esta idea se combinó más tarde con los datos experimentales de la relación distancia-desplazamiento hacia el rojo de galaxias distantes por Edwin Hubble, y más tarde por el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo de microondas por Penzias y Wilson, y formó la base de una teoría que más tarde se denominó “Big Teoría de la explosión “(el nombre” Big Bang “fue acuñado por Hoyle despectivamente, él mismo estaba trabajando en el modelo cosmológico de estado estacionario, que ahora se ha vuelto obsoleto).
Tal modelo cosmológico es realmente singular cerca del comienzo, pero la explicación física no es que el universo comenzó como una singularidad, porque eso es simplemente físicamente imposible (la relatividad general se rompe allí).
Uno tiene que entender que un modelo es tan bueno para describir la realidad como los supuestos en los que se basa son realistas.
La suposición del modelo del big bang es que la gravedad es la única fuerza a considerar en escalas cosmológicas. Esta es una buena suposición cuando las distancias cosmológicas son grandes, ya que las otras fuerzas (electromagnetismo y fuerza nuclear fuerte / débil) pueden descuidarse. La fuerza nuclear fuerte y débil solo actúa a escalas de distancia muy pequeñas; el electromagnetismo se cancela a grandes escalas de distancia.
Sin embargo, dado que el modelo mismo predice que en tiempos anteriores las distancias eran más pequeñas, en algún momento esas escalas de distancia habrían sido tan pequeñas que ya no podemos ignorar la contribución de las otras fuerzas fundamentales.
Entonces, incluso cuando las teorías físicas actuales pueden acercarse mucho a la ‘singularidad’ ficticia en algún momento / escala física, la física ya no puede predecir lo que sucedió antes de ese momento. No tenemos una teoría física que combine QM y GR.
El primer intento de explicar lo que sucedió durante esta época del universo primitivo se basó en un modelo que hizo correcciones cuánticas a la relatividad general. Esto condujo a un modelo diferente del universo primitivo, desarrollado por primera vez por Alexei Starobinsky, pero las implicaciones de largo alcance de dicho modelo no estaban previstas en ese momento (finales de los años 70). Pero él (junto con Alan Guth y Andrei Linde) fue el pionero de la teoría de la inflación cosmológica.
La inflación (expansión exponencial rápida del universo debido a las propiedades de algún estado de vacío, una burbuja de vacío ‘falsa’ en vacío ‘verdadero’) surgió hace unos 30 años como la solución estándar de por qué ocurrió el Big Bang, y todavía forma el estándar Escenario anterior al Big Bang (el escenario del Big Bang en este punto de vista es la evolución del universo desde que terminó la inflación, con una tasa de expansión más moderada que durante la inflación) y resolvió algunos problemas que el modelo estándar del Big Bang no podía explicar, como por ejemplo: la planitud del universo, la existencia de monopolos magnéticos, la homogeneidad del universo temprano (las diferencias de temperatura del CMBR son de 1 en 10.000, lo que significa un equilibrio térmico casi completo, pero partes distantes del universo no podrían haber sido en contacto térmico) y la cantidad correcta de inhomogeneidades para explicar la formación de galaxias en la escala de tiempo del universo.
Entonces, en esta perspectiva, la inflación ocurrió primero (en nuestro universo, solo por un breve período de tiempo) y después de que terminó la inflación, se liberó la energía del campo de vacío y esa energía creó toda la materia (tanto la materia como la antimateria con solo un desequilibrio muy pequeño, que es la materia que todavía existe hoy en día) y después de que el universo se expandió y enfrió aún más, podrían formarse partículas y átomos normales, el universo se volvió transparente para la luz, y esa luz ahora es visible como el fondo cósmico de microondas radiación.
Sin embargo, es probable que la inflación continúe, pero fuera de nuestro horizonte observable, ya que el proceso de inflación es en principio eterno: una vez que comienza la inflación, nunca se detiene. Esto se debe a que debido a la expansión exponencial, el volumen total del espacio que aún se está inflando aumenta a medida que las porciones donde el campo ya se descompuso (en el que se forma un nuevo universo) debido al proceso de descomposición aleatoria.
En resumen:
La inflación (expansión exponencial) ocurrió antes del big bang (expansión normal).
