Si las fluctuaciones de vacío ocurren en puntos del espacio, ¿cómo sucedió el Big Bang, ya que no había espacio antes del Big Bang?

La idea de que el universo se originó a partir de una fluctuación de vacío se basa en QFT, que se formula dentro de un espacio-tiempo fijo como fondo (generalmente, el espacio de Minkowski), de manera diferente de GR en el que el espacio-tiempo (curvatura) está influenciado por los campos y partículas que viven en ese espacio.

Entonces, en el marco de QFT, la variedad espacio-tiempo ya existía cuando sucedió la fluctuación que supuestamente generó el “universo”. Sin embargo, no todos están contentos con esto. Algunas personas realmente creen que una teoría cuántica de la gravedad puede agregar a la imagen una explicación de cómo el espacio-tiempo en sí mismo puede evolucionar a partir de algún tipo de fluctuación, pero ese punto de vista aún es demasiado vago y está mal desarrollado en mi opinión. es muy fácil obtener una teoría que pierde la invariancia de Lorentz).

Ahora, ¿es realmente necesario explicar la evolución de un espacio-tiempo emergente para comprender el Big Bang?

No. Por ejemplo, es posible formular una teoría de campo gravitacional en la que la gravedad es un campo que vive en un espacio-tiempo (por ejemplo, Minkowskian), en el sentido de Faraday y Maxwell en el caso EM. Existen muchas formulaciones equivalentes de dicha teoría (de Feynman, Schwinger, Thirring, Logunov, WA Rodrigues y etc.) y todas tienen las mismas ecuaciones de campo del GR de Einstein (excepto Logunov que fija el indicador de coordenadas con una ecuación adicional). De hecho, si la topología espacio-tiempo es homeomorfa a R ^ 4, existe una correspondencia entre una métrica de Minkowski y la variedad espacio-tiempo descrita por GR. [El próximo mes pretendo publicar un artículo sobre esto con más detalles; si está interesado, envíeme un correo electrónico].

En tales teorías, la evolución del universo se describe completamente dentro de un fondo fijo y estático. A muchos hombres no les gusta esto por razones filosóficas ( prejuicios) , como L. Smolin, pero físicamente, una formulación de gravitación en el espacio-tiempo plano es coherente, puede, en principio, probarse empíricamente (¿existe un agujero negro? Si es así) , entonces GR es el correcto!) y dar una imagen cosmológica sin preocuparse por cosas como “cómo surge el espacio-tiempo”.

No necesariamente asumiría que no había espacio antes del Big Bang. Tampoco supondría que hubiera espacio. Tampoco supondría que hubo un antes del Big Bang. En esta etapa de nuestro conocimiento, cualquier suposición es al menos tan probable que sea errónea como correcta.