Sobre el origen del universo
El debate sobre si el universo comenzó y cómo se ha producido a lo largo de la historia. Básicamente existen dos escuelas de pensamiento. Muchas de las primeras tradiciones, así como el judaísmo, el cristianismo y el islam, creían que el universo fue creado en un pasado bastante reciente. En el siglo XVII, el obispo Wu Shel calculó la fecha del nacimiento del universo en 4004 a.C., lo que se obtuvo sumando las edades de los personajes del Antiguo Testamento. ) En los tiempos modernos, ha habido evoluciones obvias de la cultura y la tecnología humanas que respaldan el punto de vista anterior, lo cual es un hecho. Recordamos al fundador de ese programa o al desarrollador de esa tecnología. Podría decirse que no podríamos haber existido tanto tiempo; de lo contrario, deberíamos haber estado más avanzados de lo que estamos ahora. De hecho, la fecha de creación de la Biblia es similar al final de la última Edad de Hielo, que parece ser cuando aparecieron por primera vez los humanos modernos.
Por otro lado, hay algunas personas, como el filósofo griego Aristóteles, a quienes no les gusta la idea de que el universo tuvo un comienzo. Pensaron que esto significaba intervención divina. Prefieren creer que el universo ya existe y seguirá existiendo indefinidamente. Lo que es inmortal es más perfecto que lo que tuvo que ser creado. Su respuesta a la pregunta anterior sobre el progreso humano es que las inundaciones periódicas u otros desastres naturales devuelven repetidamente a la humanidad a un estado primitivo.
Ambas escuelas de pensamiento creen que el universo esencialmente no cambia con el tiempo. O se crea en su forma actual o continúa indefinidamente en su forma actual. Esta es una creencia natural porque la vida humana (toda la historia registrada) es tan corta que el universo nunca ha cambiado significativamente durante este tiempo. En un marco cósmico estable, si ha existido durante un tiempo infinito o nació en un tiempo finito, es en realidad una cuestión metafísica o religiosa: cualquier teoría lo explica. En 1781, el filósofo Immanuel Kant escribió una obra histórica y muy vaga, La crítica de la razón pura. En este libro, concluye que existen argumentos igualmente válidos para apoyar la creencia de que el universo tuvo un comienzo o que el universo no tuvo comienzo. Como sugiere el título de su libro, simplemente basa sus conclusiones en el razonamiento; en otras palabras, simplemente ignora las observaciones del universo. Después de todo, ¿qué hay que observar en un universo que no cambia?
En el siglo XIX, sin embargo, comenzaron a acumularse pruebas que sugerían que la Tierra y el resto del universo en realidad estaban cambiando con el tiempo. Los geólogos reconocen que se necesitaron cientos de millones o incluso miles de millones de años para que se formaran las rocas y los fósiles que contienen. Esto es mucho más largo que la edad de la Tierra calculada por los creacionistas. La llamada segunda ley de la termodinámica propuesta por el físico alemán Ludwig Boltzmann también proporciona evidencia adicional de que la cantidad total de desorden en el universo (medida por una cantidad llamada entropía) siempre aumenta con el tiempo, tal como lo implica el argumento a favor del progreso humano. sólo puede funcionar durante un tiempo limitado, de lo contrario ya debería haber degenerado en un estado de completo desorden en el que todo está a la misma temperatura.
Otra dificultad que surge con la idea de un universo estable es que, según la ley de gravedad de Newton, todas las estrellas del universo deben atraerse entre sí. Si ese es el caso, ¿cómo pueden mantener una distancia constante entre sí y permanecer allí?
Newton conocía este problema. En una carta a Richard Bentley, un famoso filósofo de la época, coincidía con la idea de que un grupo finito de estrellas no podía permanecer quieto y todas caerían sobre un punto central. Sin embargo, concluyó que un número infinito de estrellas no caerían juntas porque no habría un punto central para que cayeran. Este argumento es un ejemplo de los obstáculos que encuentra la gente cuando habla de sistemas infinitos.
Sumar las fuerzas que actúan de diferentes maneras sobre cada una de las infinitas estrellas del universo daría diferentes respuestas sobre si las estrellas mantienen una distancia constante. Ahora sabemos que el procedimiento correcto es considerar una región finita de estrellas y luego agregar más estrellas que estén distribuidas aproximadamente uniformemente fuera de esta región. Una región limitada de estrellas colapsará juntas y, según las leyes de Newton, agregar más estrellas fuera de esta región no evitará que colapsen. Por tanto, es imposible que un número infinito de estrellas estén en reposo. Si no estuvieran en movimiento relativo en un momento determinado, la atracción entre ellos haría que comenzaran a caer uno hacia el otro. En otro caso, es posible que se estén alejando uno del otro y la gravedad frene este retorno.
A pesar de estas dificultades con el concepto de un universo constante, en los siglos XVII, XVIII y XIX nadie siquiera sugirió que el universo pudiera evolucionar con el tiempo, y tanto Newton como Einstein perdieron la pista de sus predicciones. que el universo se está contrayendo o expandiendo. Dado que Newton vivió 250 años antes de que se observara la expansión del universo, no se le puede culpar. Pero Einstein debería haberlo sabido mejor. Sus predicciones para la teoría general de la relatividad en 1915 se estaban ampliando. Pero estaba tan fascinado por un universo estable que tuvo que añadir un factor a su teoría para conciliarla con la de Newton y utilizarla para desafiar la gravedad.
El descubrimiento de la expansión del universo por parte de Edwin Hubble en 1929 revolucionó la discusión sobre sus orígenes. Si se rastrea el movimiento actual de las galaxias hasta la dirección del tiempo pasado, parece que se produjo una superposición en algún momento hace entre 10 mil millones y 20 mil millones de años. Este tiempo se llama la singularidad del Big Bang. La densidad del universo y la curvatura del espacio-tiempo deberían ser infinitas. En este caso, todas las leyes científicas conocidas no son válidas. Esto es un desastre para la ciencia. Todo lo que la ciencia puede decirnos es que el universo está en el estado en el que se encuentra ahora porque estuvo en ese estado en el pasado. Pero la ciencia no puede explicar por qué fue así en los momentos posteriores al Big Bang.
No es de extrañar que muchos científicos no estén satisfechos con esta conclusión. Se hicieron varios intentos para evitar la conclusión de que hubo una singularidad del Big Bang y que el tiempo tuvo un comienzo. Una de ellas se llama teoría del estado estacionario. La idea es que, dado que las estrellas no se separan entre sí, se forman nuevas galaxias en el espacio entre galaxias mediante la producción constante de material. De esta manera, el universo existe más o menos como existe hoy y seguirá existiendo indefinidamente.
Para que el universo siga expandiéndose y creando nueva materia, el modelo de estado estacionario necesita modificar la teoría general de la relatividad. Pero la tasa de producción requerida es baja: alrededor de una partícula por kilómetro cúbico por año, lo que no entraría en conflicto con las observaciones. La teoría también predice que la densidad media de las galaxias y objetos similares debe ser constante no sólo en el espacio sino también en el tiempo. Sin embargo, los estudios de fuentes de radio extragalácticas realizados por Martin Ryall y su equipo en Cambridge revelaron que las fuentes débiles superaban con creces a las fuertes. Se puede esperar que las fuentes débiles estén, en promedio, muy lejos. De esta manera, hay dos posibilidades: tal vez estemos en una región del universo donde las fuentes fuertes no son tan frecuentes como la fuente promedio o las fuentes de luz en el pasado eran más densas, y cuando la luz abandonó estas fuentes y viajó a; nosotros, la propagación La distancia es mayor. Ninguna posibilidad es consistente con la teoría del estado estacionario, que predice que la densidad de las fuentes de radio debe ser constante no sólo en el espacio sino también en el tiempo. En 1964, Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron que el fondo de radiación de microondas se originaba en un lugar mucho más lejano que nuestra Vía Láctea, lo que supuso un golpe mortal para esta teoría. Tiene el espectro característico de radiación que emiten los objetos calientes, aunque la palabra caliente no viene nada bien en este caso, ya que su temperatura es de sólo 2,7 grados por encima del cero absoluto. ¡El universo es un lugar frío y oscuro! No existe ningún mecanismo razonable para generar microondas con tal espectro en la teoría del estado estacionario, por lo que la teoría del estado estacionario no puede escapar al destino de ser abandonada.
En 1963, dos científicos rusos, Eugnie Lifeizi e Isaac Halanokov, propusieron otra idea para intentar evitar la singularidad del Big Bang.
Las leyes de la ciencia son válidas desde el principio, tal como lo son en cualquier otro lugar.
A partir de una analogía con la superficie de la Tierra, se podría esperar que el fin del universo sea similar al principio, así como el Polo Norte es similar al Polo Sur. El Polo Norte y el Polo Sur corresponden a la extensión del tiempo virtual al tiempo real. Encontraremos que el principio y el fin del universo en tiempo real pueden ser muy diferentes.
Jonathan Halliwell y yo hicimos un cálculo aproximado de lo que significa la condición sin límites. Pensamos en el universo como un fondo completamente liso y uniforme contra el cual hay una pequeña perturbación en la densidad. ? mi