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La teoría estándar de Big Bang

George Lemaître

Tanto Isaac Newton como Albert Einstein partieron para realizar sus cálculos de un universo estático, en el que la posición relativa de sus grandes estructuras se mantenía fija. Fue Georges Lemaître, jesuita belga, el primero en formular la teoría del universo en permanente expansión, y como consecuencia de ello, la hipótesis de que el universo tuviera su origen en un Átomo Primigenio de dimensiones ínfimas y densidad cuasi infinita. Las observaciones de Hubble confirmaron esta teoría, y su formulación matemática de Gueorgui Gámov terminó de consolidarla. Poco a poco se fue robusteciendo con nuevas aportaciones la Teoría Estándar del Big Bang para explicar el proceso de evolución del Cosmos desde unos instantes después de la explosión hasta nuestros días, y hoy es una teoría generalmente aceptada por toda la comunidad científica.

El origen del Big Bang

James Peebles

Si nos centramos en las causas que provocaron el Big Bang —es decir, en las causas que dieron lugar al cosmos—, vemos que, salvo excepciones, los científicos más solventes en este ámbito rechazan que por el momento puedan llegar a ser descubiertas desde la ciencia. Un ejemplo representativo es el de James Peebles, Premio Nobel de física de 2019, que en una entrevista en la embajada sueca en Washington justo después de obtener el galardón manifestó lo siguiente: «Lo que sí tenemos es una teoría de la evolución bien probada desde unos segundos después de la explosión, sin embargo, la misteriosa fase inicial sigue siendo eso, un misterio». No obstante, otros científicos afirman poder establecer esas causas, y es en sus teorías en las que se va a centrar este artículo.

Teorías sobre las causas que provocan el Big Bang

No son demasiadas las teorías solventes que tratan de remontarse al otro lado del Big Bang para establecer sus causas, y entre ellas nos vamos a centrar en las dos que gozan de mayor popularidad.

Comentario general a las teorías sobre el origen del Big Bang

Según los autores de la teoría estándar, el “espacio-tiempo” habría surgido en el mismo instante del Big Bang, y esta opinión es aceptada por la práctica totalidad de la comunidad científica. Esto significa que antes no existía, y en ausencia de espacio y tiempo las leyes físicas no tienen ni el más mínimo significado —lo que aborta de raíz cualquier planteamiento científico serio previo al Big Bang—. Dicho de otro modo, no se pueden emitir teorías físicas en ausencia de leyes físicas, igual que no se puede caminar sobre una maroma si no hay maroma.

Y ésta es razón suficiente para descartar toda teoría pretendidamente científica que así lo haga, pero, aunque ignorásemos este argumento, resulta que el Big Bang es lo que los científicos llaman “un punto singular” donde los datos empíricos previos desaparecen. Y resulta evidente que sin leyes físicas ni datos empíricos, las teorías que se emitan no pueden considerarse científicas. Por tanto, si nos remontamos hacia atrás en el tiempo, la ciencia tiene un límite, y ese límite es el instante mismo del big bang (cuando aparece el espacio–tiempo).

Así las cosas, lo único que pueden hacer los científicos que no se resignan a admitir este límite, es aventurar hipótesis sin soporte teórico ni empírico válido que no se pueden demostrar. Naturalmente ellos no lo ven así, y arguyen que sus hipótesis están basadas en experimentos llevados a cabo en laboratorio. Pero los resultados que se obtienen en un laboratorio del siglo veintiuno —con espacio-tiempo y leyes físicas— no pueden ser extrapolados a las condiciones existentes antes del big bang, y es evidente que apoyarse en experiencias que no recrean las condiciones reales donde se produce el fenómeno a describir (condiciones que ni siquiera somos capaces de imaginar), es una práctica acientífica que quita todo valor científico al resultado que se obtenga.

Comentarios a la teoría de la energía cuántica

Entre estas hipótesis podemos mencionar una —ya citada— que afirma que fue la energía del vacío, o energía cuántica, la que prendió la mecha del Big Bang. Si nos basamos en las descripciones que nos ofrece Craig J. Hogan en su libro “The litlle book ot the Big Bang”​, o Hubert Reeves en “Crónicas de los átomos y de las galaxias”​, vemos que, según su versión, y empleando sus mismas palabras, antes del Big Bang había “vacío excitado”, “una mota microscópica”, “espacio”, “energía cuántica” y por supuesto, leyes físicas. Demasiadas cosas para que podamos referirnos a ese instante como el origen de algo.

Permítannos hacer un breve inciso para comentar la expresión “vacío excitado” utilizada unánimemente por quienes proponen teorías previas al Big Bang, pues están confundiendo la “nada” con el “vacío”. Lo opuesto al “ser” (el cosmos) es “el no ser” (la nada), no el vacío. Si había vacío es que ya había “algo” (es que no era el principio), pero antes de que hubiese ese “algo” no podía haber más que nada. Si queremos ser rigurosos, siempre debemos partir de la nada. Partir del vacío es un fraude o una muestra de ignorancia; y ya sabemos que la “nada” es un concepto metafísico inasequible a nuestra razón, aunque es a donde nos lleva la lógica.

Pero esto no es todo, pues todas las hipótesis que hemos consultado se limitan a describir el origen de la materia y la energía, dando por supuestas las leyes físicas a las que apelan para justificarlas. Pero claro, toda teoría consistente sobre el origen del cosmos, no solo debe explicar el origen de materia y energía, sino también del espacio-tiempo y las leyes físicas que las gobiernan. Como ya hemos dicho, si no partimos del instante en que no había nada de ello, no estamos hablando del origen.

Y aún hay más, pues, aunque fuésemos capaces (que no lo somos) de descubrir qué había al otro lado del Big Bang, no habríamos progresado nada en nuestro intento de abordar desde la ciencia la pregunta sobre nuestro origen, porque si se descubre que no había nada —ni espacio, ni tiempo, ni leyes físicas, ni materia, ni energía—, es que estamos hablando de creación en sentido estricto; y la creación exige un creador. Y si había algo, como por ejemplo algún tipo de energía cuántica, o espacio vacío, o leyes físicas, deberíamos volver a preguntarnos por su origen, por lo que estaríamos de nuevo en las mismas. Nos habríamos limitado a dar un patadón hacia adelante para encontrarnos después con la misma pelota. Lo curioso es que Aristóteles ya planteó un argumento lógico muy parecido, y veinticinco siglos después seguimos dándonos de cabezazos contra él.

Comentario a la teoría de la gran inflación

Para soslayar este escollo, otras teorías afirman que un universo puede surgir de manera espontánea de la nada, y que, de hecho, somos capaces de crear universos en laboratorio (se refieren a un par partícula-antipartícula, que solo dura unos pocos nanosegundos antes de aniquilarse, que no surge de la nada sino del espacio-tiempo, y no de manera espontánea, sino provocada en un acelerador de partículas de enorme energía). Otras teorías surgidas en ambientes científicos o paracientíficos, hablan de energías positivas y negativas, y añaden que el balance total de la energía del universo es cero, por lo que no necesita de ningún creador para existir…

Pero, empleando su propia terminología, en un sistema se considera energía positiva a la que entra en el mismo y negativa a la que sale de él (o al revés, lo mismo da). Por ejemplo, en un coche —aquí el sistema considerado es el propio coche— se consideraría energía positiva la energía química de la gasolina que hemos echado en el depósito de combustible, y negativa, la energía mecánica que lo mueve venciendo tanto la inercia como la rodadura y la resistencia del aire; la energía calorífica que se genera en el motor por el segundo principio de la termodinámica y por rozamiento en sus piezas y componentes; la energía eléctrica consumida, la energía acústica, etc… Por el principio de conservación de la energía, las energías positiva y negativa son idénticas; es decir, lo que entra es igual a lo que sale.

Aplicando ahora ese mismo razonamiento al proceso de generación del cosmos, vemos que toda la energía involucrada es negativa, pues no hay ni la más mínima posibilidad de que haya entrado ni un ápice de energía en el sistema —aquí, el sistema es el propio cosmos rodeado de la nada—. En cambio, se ha requerido energía para producir la radiación inicial y provocar temperaturas de miles de millones de grados en la época caliente, energía para convertir la radiación en materia; energía para impulsar la expansión del universo venciendo la gravedad; energía para acumular todo tipo de energías potenciales acumuladas en el cosmos…

Por supuesto, todas estas energías son del mismo signo, y todas ellas se suman para dar una cifra descomunal que no tiene contrapartida en forma de energía positiva (entrante). La única posibilidad es que esa energía positiva estuviese contenida en aquel “átomo primigenio” que, según George Lemaître (sacerdote jesuita belga y matemático genial), dio lugar al big bang —igual que la energía que mueve nuestro coche estaba acumulada en el depósito de la gasolina—. Pero, evidentemente, alguien tuvo que ponerla allí previamente. La hipótesis de que fue el “inflatón” (ya mencionado en el capítulo anterior) el que acumuló en un instante la gigantesca cantidad de energía que provocó la explosión, no tiene ninguna confirmación empírica y contradice de forma flagrante el principio de la conservación de la energía.