¿Qué había antes del Big Bang?

Tengo entendido que nada surge de la nada. Para que algo exista, debe haber una sustancia o componente disponible, y para que esté disponible, debe haber algo más disponible. ¿De dónde vino el asunto que condujo al Big Bang y qué sucedió en primer lugar para crear ese asunto? Peter, 80 años, Australia.

“La última estrella se enfriará lentamente y desaparecerá. A medida que pase, el universo volverá a convertirse en un vacío, sin luz, vida ni significado”. Es por eso que el físico Brian Cox advirtió en una serie reciente de la BBC ser.

El desvanecimiento de esa última estrella sería solo el comienzo de una era larga e infinitamente oscura. Los agujeros negros monstruosos eventualmente devorarán toda la materia, que a su vez se evaporará en su destello de luz más brillante. El espacio se expandirá hacia afuera hasta que esta luz tenue se vuelva demasiado difusa para interactuar con ella. La actividad se detendrá.

¿O lo hará? Curiosamente, algunos cosmólogos creen que un antiguo universo frío, oscuro y vacío como el que se encuentra en nuestro futuro lejano podría haber sido la fuente del Big Bang.

El primer problema

Pero antes de llegar a eso, echemos un vistazo a cómo la “materia”, la materia física, surge primero. Si nuestro objetivo es explicar los orígenes de la materia estable formada por átomos o moléculas, entonces seguramente no hubo nada de eso en el Big Bang, ni durante cientos de miles de años después. De hecho, tenemos una comprensión muy detallada de cómo los primeros átomos se formaron a partir de partículas más simples, una vez que las condiciones se enfriaron lo suficiente como para que la materia compleja se estabilizara, y cómo estos átomos se fusionaron posteriormente en elementos más pesados ​​dentro de las estrellas. Pero esta comprensión no aborda la cuestión de si algo proviene de la nada.

Así que pensemos de nuevo. Las primeras partículas de materia longeva de cualquier tipo fueron los protones y neutrones, que juntos forman el núcleo atómico. Estos llegaron a existir unas diez milésimas de segundo después del Big Bang. Antes de este punto, realmente no había sustancia en ningún sentido familiar de la palabra. Pero la física nos permite seguir rastreando la línea de tiempo hasta los procesos físicos que preceden a cualquier materia estable.

Esto nos lleva a la llamadaLa Gran Era UnificadaAhora, estamos en el reino de la física especulativa, donde no podemos producir suficiente energía en nuestros experimentos para explorar el tipo de procesos que estaban ocurriendo en ese momento. Pero una hipótesis razonable es que el mundo físico estaba formado por una sopa de partículas elementales de vida corta, incluidos los quarks. Los componentes básicos de los protones y neutrones. Había tanto materia como “antimateria” en Cantidades aproximadamente iguales. Cada tipo de partícula de materia, como el quark, tiene una “imagen invertida” compañera de antimateria que es casi idéntica a sí misma, diferenciándose sólo en un aspecto. Sin embargo, la materia y la antimateria se aniquilan en un destello de energía cuando se encuentran, lo que significa que estas partículas se crean y destruyen constantemente.