Artículo No. 7
(FOR OPTATIVE READING) (PARA SU LECTURA OPTATIVA)
¿QUÉ SUCEDIÓ ANTES DEL BIG BANG?
(Continuación)
WHAT HAPPENED BEFORE THE BIG BANG?
(Continuation)
1.1.3. What is EKPYROTIC theory?
The problem is that the physics that we use to understand the early universe (a wonderfully complicated mishmash of general relativity and high-energy particle physics) can take us only so far before breaking down. As we try to push deeper and deeper into the first moments of our cosmos, the math gets harder and harder to solve, all the way to the point where it just … quits.
The main sign that we have terrain yet to be explored is the presence of a "singularity," or a point of infinite density, at the beginning of the Big Bang. Taken at face value, this tells us that at one point, the universe was crammed into an infinitely tiny, infinitely dense point. This is obviously absurd, and what it really tells us is that we need new physics to solve this problem — our current toolkit just isn't good enough.
To save the day, we need some new physics — something that is capable of handling gravity and the other forces, combined, at ultrahigh energies. And that's exactly what string theory claims to be: a model of physics that is capable of handling gravity and the other forces, combined, at ultrahigh energies. Which means that string theory claims it can explain the earliest moments of the universe.
One of the earliest string theory notions is the "ekpyrotic" universe, which comes from the Greek word for "conflagration," or fire. In this scenario, what we know as the Big Bang was sparked by something else happening before it — the Big Bang was not a beginning, but one part of a larger process.
Extending the ekpyrotic concept has led to a theory, again motivated by string theory, called cyclic cosmology. I suppose that, technically, the idea of the universe continually repeating itself is thousands of years old and predates physics, but string theory gave the idea firm mathematical grounding. The cyclic universe goes about exactly as you might imagine, continually bouncing between big bangs and big crunches, potentially for eternity back in time and for eternity into the future.
1.2.3. ¿Qué es la teoría EPYCORÓTICA?
El problema es que la física que usamos para comprender el temprano universo (una maravillosamente complicada mezcla desorganizada de la relatividad general y las partículas físicas de alta energía) puede llevarnos sólo, por ahora, hasta antes de su estallido. Cuando tratamos de adentrarnos cada vez más profundamente en el primer momento de nuestro cosmos, las matemáticas son, cada vez, más y más complicadas para ser resueltas, todo el camino hacia el punto donde justamente… se esfuma.
La mayor señal donde tenemos el terreno aún por explorar es la presencia de una “singularidad” o un punto infinitamente denso, al comienzo del Big Bang. Tomándolo como valor frontal, esto nos dice que el universo estuvo metido en un punto infinitamente pequeño, infinitamente denso. Esto es obviamente absurdo, y que en realidad nos dice es que necesitamos de una nueva física para comprender el problema – que nuestras herramientas actuales no son aún las mejores.
Para salvar el día, necesitamos de alguna nueva física – algo que sea capaz de manejar la gravedad y las otras fuerzas, combinadas, en energías ultra altas. Y eso es exactamente lo que la Teoría de Las Cuerdas dice ser: Un modelo de la física que es capaz de manejar la gravedad y las otras fuerzas, combinadas, en ultra altas energías. Lo que significa que la teoría de las cuerdas puede explicar los momentos más tempranos del universo.
Una de las primeras nociones de la teoría de las cuerdas es el universo “ekpyrótico” palabra que viene de otra, griega, que significa “conflagración” o fuego. En este escenario, lo que conocemos como Big Bang fue lo encendida por algo más que sucedió anteriormente – el Big Bang no fue pues el principio, pero sí una parte de un proceso más extenso.
Extendiendo el concepto de ekpyrótica hemos llegado a la teoría, también motivada por la teoría de las cuerdas, llamada cosmología cíclica. Se supone que, técnicamente, la idea del universo repitiéndose continuamente así misma, es miles de años antigua aún más que la física misma, pero la teoría de las cuerdas le dio la firmeza matemática necesaria. El universo cíclico es exactamente tal como cualquiera puede imaginarse, rebotando continuamente entre encogimientos y explosiones eternamente en el pasados y eternamente en el futuro.
1.1.4. What Happened Before the Big Bang?
As cool as this sounds, early versions of the cyclic model had difficulty matching observations — which is a major deal when you're trying to do science and not just telling stories around the campfire.
The main hurdle was agreeing with our observations of the cosmic microwave background, the fossil light leftover from when the universe was only 380,000 years old. While we can't see directly past that wall of light, if you start theoretically tinkering with the physics of the infant cosmos, you affect that afterglow light pattern.
And so, it seemed that a cyclic universe was a neat but incorrect idea.
But the ekpyrotic torch has been kept lit over the years, and a paper published in March 2020 has explored the wrinkles in the mathematics and uncovered some previously missed opportunities. The two physicists who authored the study, Robert Brandenberger and Ziwei Wang, both of McGill University in Canada, found that in the moment of the "bounce," when our universe shrinks to an incredibly small point and returns to a Big Bang state, it's possible to line everything up to get the proper observationally tested result.
In other words, the complicated (and, admittedly, poorly understood) physics of this critical epoch may indeed allow for a radically revised view of our time and place in the cosmos.
But to fully test this model, we'll have to wait for a new generation of cosmology experiments. So, let's wait to break out the ekpyrotic champagne.
1.2.4. ¿Qué Sucedió Antes Del Big Bang?
Tan frio como esto parece, las versiones tempranas del modelo cíclico tuvieron dificultades de concordar con las observaciones – lo que es la mayor dificultad cuando se trata de hacer ciencia y no sólo contar historias alrededor de una fogata.
El mayor obstáculo era articular nuestras observaciones con las microondas cósmicas de fondo (u origen), la luz fósil proveniente de cuando el universo era joven, de sólo 380 000 años de existencia. No podemos ver directamente tal barrera de luz, (porque) si tú lo comienzas teóricamente a ajustar con la física del cosmos infante, tú afectas ese modelo de brillo de luz fósil.
Y así, parece que el cíclico universo era una ingeniosa pero incorrecta idea.
Pero la antorcha ekpyrótica ha sido reencendida en el transcurso de los años, y un documento publicado en marzo del 2020 ha explorado los trucos de las matemáticas y develado algunas oportunidades previamente perdidas. Los autores de ese estudio son dos físicos: Robert Brandenberger y Ziwei Wang, ambos de la Universidad de McGill del Canadá, quienes encontraron que en el momento del “rebote”, cuando nuestro universo se encoge hacia un increíblemente pequeño punto y luego retorna a un estado de Big Bang, es posible que todo se alinee para obtener resultados observables correctos.
En otras palabras, la complicada (y admitida como pobremente entendida) física de esta época crítica, podría ciertamente permitir para una revisión radical del punto de vista de nuestro tiempo y colocarlo en el cosmos.
Pero para comprobar completamente este modelo, tendremos que esperar por una nueva generación de experimentos de la cosmología. Entonces, esperemos para romper (la botella) del champagne ekpyrótica.
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