¿Cómo llegaron a existir los cuerpos cósmicos si la materia se extendió uniformemente desde una singularidad durante el Big Bang? ¿No deberían las fuerzas gravitacionales iguales y compensatorias haber evitado que la materia interactúe?

La gravedad no iba a evitar que la materia interactúe, por lo que no estoy muy seguro de a dónde irá allí, pero de hecho ha tocado una de las preguntas abiertas clave en física: ¿cuál es la fuente de la anisotropía fundamental de la universo primitivo? ¿Por qué el universo no era perfectamente liso?

Sabemos que la anisotropía estaba allí; podemos verlo en el fondo cósmico de microondas. Todas las demás características del universo provienen de eso: agruparse en galaxias, estrellas, planetas, formas de vida. Podría ser tan simple como una pequeña asimetría que se ha magnificado caóticamente en todo lo que encontramos interesante sobre el universo.

Tratar de descubrir exactamente cuál era esa asimetría es similar a tratar de mirar remolinos de crema en una taza de café bien agitada y tratar de averiguar dónde se colocó la gota original de crema. En realidad, es mucho más difícil que eso, porque (a) solo podemos obtener una imagen muy aproximada del estado actual de la mezcla, y (b) la física de la mezcla es mecánica cuántica e inmensamente difícil (y no incluso enteramente conocido). Especulo, de una manera completamente desinformada, que incluso podría estar relacionado con la ruptura de simetría fundamental que establece los otros parámetros del universo para que tengamos un universo. Insisto en que esto es solo una suposición descabellada.

Los problemas que describo hacen que sea difícil, pero no imposible, y es un problema en el que se avanza todos los días (a un nivel que ni siquiera puedo comenzar a soñar con comprender en detalle). No tengo dudas de que el problema se solucionará hasta … bueno, si supiera qué es “hasta”, ya tendría una respuesta, pero aprenderemos mucho en el camino.

La materia no era precisamente uniforme a medida que se extendía, por lo que esta imagen del fondo cósmico de microondas es tan significativa:

Ayuda a mostrar dónde están los grupos de materia y, por lo tanto, es un indicio de la estructura a gran escala del universo.

Mecánica cuántica.

El principio de incertidumbre dice que la distribución de la materia a escalas subatómicas no es completamente uniforme. Entonces, lo que sucedió fue que tenías estas variaciones aleatorias a escalas subatómicas que aumentaron por la expansión del universo hasta que se convirtieron en fluctuaciones a escalas galácticas. A medida que el universo se expandió, la mecánica cuántica causó nuevas variaciones aleatorias a escalas subatómicas que se magnifican por la expansión del universo para que el universo comience con una fluctuación primordial establecida.

Esas fluctuaciones tempranas se convierten en “semillas” para una actividad posterior.

Siempre me he preguntado si algo parecido a las ondas de sonido podría haber causado las gradaciones de densidad iniciales. Después de todo, ¡comenzó con una gran explosión! Las ondas de choque del evento inicial causarían diferencias de densidad en cualquier material existente.

Creo que está diciendo que si todo estuviera PRECISAMENTE distribuido por igual, la atracción gravitacional de cada partícula sería simétrica en todas las direcciones de cada una de las otras partículas igualmente posicionadas para que nada pudiera agruparse.

Cuando los cosmólogos / físicos describen un universo primitivo, no creo que estén describiendo ese tipo de distribución ideal. Se cree que fue aproximadamente homogéneo, pero habría tenido un grado de aleatoriedad que habría sido suficiente para comenzar el proceso de agrupamiento.