En realidad, son tres preguntas, una de las cuales se responde con frecuencia de manera incorrecta y otra no se aborda en absoluto. Así que abordaré cada uno por separado, pero con la información correcta.
“¿Cuán ancho … era el universo en el momento del Big Bang?”
Simplemente no lo sabemos. Esa es la única respuesta que es objetivamente correcta. No tenemos la primera pista. Cualquiera que diga de manera diferente está mal informado o está presionando una hipótesis favorita.
- Si nuestra luna fuera un agujero negro, ¿cambiaría algo en la Tierra (además de la luz, por supuesto)?
- ¿Todos los agujeros negros tienen un agujero blanco como par? En la actualidad, ¿podemos detectar agujeros blancos?
- De todas las galaxias observables, ¿qué porcentaje tiene uno o más agujeros negros en su centro?
- ¿Cómo aparece el agujero negro? ¿Cómo se colapsó toda la estrella sobre sí misma?
- Si la materia no se puede crear o destruir, ¿qué hace un agujero negro con la materia que absorbe?
Lo que parece evidente, aunque tampoco está establecido de manera confiable, es que la totalidad de la masa pre-Bang existió es algún tipo de estado cuántico, pero debido a que no tenemos una teoría global real de la mecánica cuántica, ni siquiera podemos modelar cómo sería eso. . Por la misma razón, tampoco podemos modelar las condiciones que prevalecen en el núcleo de un agujero negro, porque eso también parece ser un fenómeno de nivel cuántico.
“¿Qué … pesado era el universo en el momento del Big Bang?”
Tampoco podemos saber esto. Algunos podrían suponer que fue la misma masa que la totalidad del universo que surgió de él después, pero eso no tiene en cuenta la conversión de materia-energía, partículas de Higgs y otras formas en que los sin masa pueden adquirir masa y viceversa. . Además, “pesado” es una cuestión de masa combinada con la gravedad, no solo la masa. Y la gravedad era un rasgo emergente, ya que la gravedad requiere que exista el espacio-tiempo, y el espacio-tiempo no existió hasta después del Big Bang, y se ha expandido desde entonces. Entonces el concepto de “peso” no tuvo sentido hasta después del Big Bang.
“¿Era nuestro universo un agujero negro antes de la explosión?”
No, o al menos ninguno de nuestros modelos actualmente semi-coherentes sugiere que lo fuera. Un factor común a todos los modelos actualmente influyentes del Big Bang es que el espacio-tiempo no existía antes del Bang, ese espacio-tiempo en sí mismo es parte de lo que creó el Big Bang. Un agujero negro es una masa tan grande y densa que curva el espacio-tiempo con tanta fuerza que todas las líneas del mundo exterior eventualmente desaparecen una vez que te acercas lo suficientemente cerca. Es decir, las únicas líneas del mundo restantes que le permiten a uno moverse hacia adelante en el tiempo se mueven hacia adentro, más cerca del núcleo del agujero negro, una vez que se acerca lo suficiente, es decir, una vez que pasa su horizonte de eventos.
La masa pre-Bang, por otro lado, no podía, de acuerdo con todas las teorías prevalecientes, ejercer ninguna gravedad, porque no había espacio-tiempo que pudiera curvarse. El espacio-tiempo no llegó a existir hasta después del Big Bang.
Dicho esto, hay una posible similitud, quizás incluso probable. Como se mencionó anteriormente, en ambos casos parece probable que toda la materia y la energía se concentraron a un nivel que solo se puede describir, en ese caso, en términos de mecánica cuántica. Dado que no tenemos un modelo viable para los fenómenos cuánticos en general, y no tenemos ningún conocimiento de la gravedad cuántica, ni siquiera podemos comenzar a modelar cómo eran esas condiciones y cuán similares podrían haber sido entre los agujeros negros y la masa previa al Bang. Pero supongo que se podría decir que nuestro sabor de ignorancia a este respecto tiene ciertas similitudes de un tema a otro.
Sin embargo, una idea errónea necesita corrección: la masa previa al Bang no era una masa infinita, no tenía energía infinita, no tenía densidad infinita y no ocupaba un volumen cero. Esa es una concepción común pero muy equivocada sobre lo que es una singularidad [1]. No hay infinitos en la naturaleza. Y nada, literalmente nada y solo nada, puede existir físicamente en un volumen inexistente. Una singularidad no es un punto de dimensiones cero con densidad infinita. Eso no tiene sentido y está totalmente contradicha por la realidad observable y la razón básica. Pero gracias a algunos escritores de ciencia ficción que malinterpretaron y / o tergiversaron las aplicaciones de la relatividad utilizadas para describir la naturaleza de los agujeros negros, se ha convertido en una definición comúnmente aceptada, aunque científicamente muy errónea, de “singularidad”.
Verá, cuando uno aplica modelos matemáticos basados en la relatividad para postular y describir las condiciones cerca de los agujeros negros, uno encuentra una singularidad en el núcleo, donde el modelo matemático produce cero para las tres dimensiones espaciales de su volumen y produce infinito para su densidad. Pero no produce cero e infinito porque es una singularidad. Eso está confundiendo causa por efecto. Es una singularidad porque el modelo arrojó resultados sin sentido, a saber, cero e infinito.
Eso es en realidad una singularidad, un conjunto de condiciones bajo las cuales un modelo matemático que de otra manera se comporta bien produce resultados sin sentido. No significa que esos valores sean reales. Significa que el modelo se está aplicando incorrectamente o no es capaz de modelar esas condiciones. Este último es el caso de la relatividad con respecto a los núcleos de los agujeros negros.
El núcleo de un agujero negro es un fenómeno de nivel cuántico, regido por la mecánica cuántica, principalmente la gravedad cuántica. La relatividad no puede modelar fenómenos cuánticos; produce resultados sin sentido cuando lo intentas. Es por eso que obtienes cero e infinito para cosas que no son inexistentes ni infinitas, porque estás aplicando mal la relatividad para calcular algo que está fuera de su alcance.
Del mismo modo, la masa previa al Bang no existía en un volumen espacial de dimensiones cero y densidad infinita. El concepto mismo de tamaño físico, y por lo tanto también el concepto de densidad, no tienen sentido en el contexto de la masa previa al Bang, porque el espacio-tiempo aún no existía . No había espacio para ocupar hasta después del Big Bang.
Notas al pie
[1] Singularidad (matemáticas) – Wikipedia