¿De dónde salió la materia que dio origen al Big Bang?

No sabemos de dónde salió la materia que dio origen al Big Bang. Lo que se considera el modelo del Big Bang que explica la evolución de nuestro universo y lo que observamos hoy en día no consiguen explicar justo el inicio del cosmos. ¿Por qué es así? Pues porque la descripción está basada en las ecuaciones de la relatividad general que explican las interacciones gravitatorias. Es decir, explican por qué se expande el cosmos. Pero es una descripción clásica, esa expansión del universo depende de su contenido de materia y energía. Como sabrás, en la descripción relativista, la energía y la materia son conceptos intercambiables. Lo que ocurre es que el resto de las interacciones entre partículas, cuando nos vamos a distancias muy pequeñas, sí tienen una descripción cuántica, pero la gravedad no la tiene.

Así que debido a esa falta de descripción cuántica de la gravedad, cuando nos vamos acercando a ese instante inicial en el que todo está ahí en un volumen muy pequeño, muy caliente, muy denso y muy cerca del tiempo igual a 0 —que es lo mismo que decir muy cerca de la singularidad inicial—, pensamos que los efectos cuánticos de la gravedad tienen que desempeñar un papel, pero no hay todavía ninguna teoría que lo describa.

Lo que asume el modelo del Big Bang es que lo que vemos hoy, toda la estructura del universo formada por las partículas fundamentales, estaba ya desde el principio. Lo que no tenemos es la respuesta a tu pregunta, de dónde vienen. Lo desconocemos. Lo que sí sabemos es que estaban ahí, por lo que al hacer los modelos del origen del universo, las ponemos ahí. Pero no tenemos ninguna teoría que nos explique de dónde salieron. Lo que sí existen son distintas alternativas hipotéticas para explicarlo. Una de ellas es que el universo sea cíclico sin principio ni fin. Pero esto no son teorías, son algunas ideas que se han propuesto.

El problema para saber lo que ocurrió en ese momento inicial del universo es que estamos limitados a la hora de observarlo. Con la tecnología de la que disponemos en la actualidad todavía no tenemos acceso, ni directo, ni indirecto, a esos instantes iniciales. Por eso tampoco somos capaces de elaborar una teoría que pueda describir ese momento inicial y esa singularidad y, por lo tanto, que nos permita saber de dónde salió la materia que estaba ahí en ese primer instante. Pensamos que las correcciones cuánticas de la gravedad son las que van a tener un papel importante para explicarlo, pero desconocemos todavía cuáles son esas correcciones cuánticas de la gravedad.

Pero lo cierto es que poco a poco nos acercamos más a ese momento, así que es de suponer que llegará un día en el que seamos capaces de describirlo. Por ejemplo, el telescopio espacial James Webb, que se lanzó hace dos años, está dando ahora muchísima información sobre los instantes iniciales en los que se empezaron a formar las estrellas. Aunque parezca mentira, a esa parte de la evolución de nuestro universo no teníamos acceso hasta ahora. Con observaciones directas, lo más atrás que podemos llegar es al momento en que se desacopló el fondo de radiación de microondas. Y ahora, desde hace varios años, lo que tenemos son las observaciones de las ondas gravitacionales.

Con estas observaciones, de momento se ha visto la colisión de agujeros negros. Pero si las correcciones cuánticas de la gravedad o a algún otro fenómeno como un cierto periodo de inflación que también asumimos que tuvo lugar en ese primer instante dieron lugar a ondas gravitacionales, el objetivo es poder observarlas, lo que nos daría una visión de ese primer instante. Esto no va a ocurrir en un futuro muy próximo, pero la ciencia es así, nos planteamos las preguntas adecuadas y buscamos las respuestas. Así que es posible que en algún momento sí podamos contestar a tu pregunta.

Mar Bastero Gil es catedrática e investigadora del Grupo de Física Teórica de Altas Energías (FTAE) de la Universidad de Granada.

Pregunta enviada por Alfredo Javier Navarro Cortés

Coordinación y redacción: Victoria Toro

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