En artículos anteriores, describí cómo varias piezas recientes de físicos afirman que el universo podría no haber tenido un comienzo. Expliqué cómo Stephen Meyer ya abordó completamente cada uno de los argumentos presentados en su libro The Return of the God Hypothesis El retorno de la hipótesis de Dios o en las notas de investigación extendidas. El sitio web The Conversation publicó recientemente un artículo del filósofo de la ciencia Alastair Wilson titulado «¿Cómo pudo surgir el Big Bang de la nada?» Wilson presenta un modelo cosmológico construido por el físico matemático y cosmólogo Roger Penrose denominado «cosmología cíclica conforme» (CCC) que supuestamente evita un comienzo.
Penrose es considerado uno de los físicos preeminentes de nuestros días. Realizó el famoso cálculo de que el ajuste fino de la entropía al comienzo del universo mide 1 parte en 10 a la potencia de 10 a la potencia de 123. Este número no podría escribirse si se colocara un cero en cada partícula en el universo visible. Penrose es un verdadero genio y ha realizado un esfuerzo hercúleo para evitar el comienzo del universo. Pero CCC se basa en numerosos supuestos muy dudosos y contradice la evidencia empírica.
El modelo de Penrose
Penrose prevé que el universo se expande eternamente. Y periódicamente pasa durante los «eventos cruzados» de las brasas agonizantes de un universo antiguo al inicio de un nuevo universo en un evento de gran explosión. El cruce ocurre después de que todos los agujeros negros se han evaporado y la masa de todas las partículas cae a cero. La distribución de energía en todo el universo parece entonces homogénea como lo hizo después del cruce anterior (ver figura).
En cada cruce, un «campo fantasma» hipotético pasa de una entidad puramente matemática a un campo físico que rápidamente adquiere masa y domina sobre todos los demás campos. La geometría del espacio-tiempo al final de una época coincide con la geometría al comienzo de la siguiente. Pero las longitudes se reescalan para que el enorme volumen de la época antigua se trate como un volumen minúsculo después de un big bang. El cambio de escala hace que la temperatura extremadamente fría y la concentración difusa de fotones al final de la época antigua aparezcan después de un big bang como un estado extremadamente caliente y denso. La «entropía efectiva» también parece más pequeña según sea necesario para igualar la baja entropía observada en nuestro universo.
Penrose comenta en «El Big Bang y su contenido de materia oscura: dónde, a dónde y por qué«:
Esta libertad conforme nos permite extender el gran estallido caliente del eón siguiente y aplastar el futuro remoto del anterior, teniendo en cuenta que la energía y el impulso se escalan exactamente de manera inversa al espacio y al tiempo. Así que lo caliente se vuelve frío y lo denso se enrarece al estirarse conformemente…
Cuando todos los agujeros negros se hayan evaporado, en la superficie de cruce 3, la entropía efectiva habrá caído al valor muy bajo que se requiere para comenzar el próximo eón. Así, la 2ª Ley no se viola; se trasciende en el sentido de que la definición de entropía efectiva tiene que descender a lo que es relevante para el nuevo eón.
Penrose argumenta que su modelo está respaldado por evidencia de patrones observados en la radiación de fondo de microondas cósmica (CMBR). En concreto, afirma haber identificado círculos concéntricos y “puntos anómalos” que podrían representar una huella del universo antes del big bang más reciente.
Penrose y sus críticos
Sin embargo, CCC se ha enfrentado a severas críticas por parte de otros cosmólogos. Los círculos concéntricos en la CMBR no pudieron ser identificados por otros grupos de investigación. Y muchos han argumentado que los datos de CMBR se ajustan a otros modelos cosmológicos mucho mejor que CCC. Además, la suposición de que los electrones eventualmente perderán su masa no es consistente con el modelo estándar de física de partículas. La física Juliane Barbour declaró en «Inside Penrose’s Universe» [Dentro del universo de Penrose]:
Son numerosos los problemas a superar en esta propuesta, que implica un replanteamiento radical de las propias ideas de Penrose sobre la segunda ley. Una dificultad seria es que depende en gran medida de que todas las masas de las partículas, incluida la del electrón, se conviertan exactamente en cero en un futuro muy lejano. Muchos físicos de partículas lo cuestionarán. Pero la mayor dificultad de todas es que incluso si las formas de los eones coinciden, ¿cómo ocurre la transición de una escala infinitamente grande antes del cruce a una escala infinitamente pequeña después del cruce? Aquí es donde la argumentación y las matemáticas se ponen difíciles…
Penrose realiza el cruce con un campo escalar denominado «fantasma» antes del cruce, porque implica una transformación conforme puramente matemática. Este campo luego se vuelve físico después del cruce… su transformación «inmediata» de ser un objeto puramente matemático a uno físico no tiene paralelo en ninguna otra parte de la física, a menos que uno lo compare con el notorio colapso de la función de onda en la mecánica cuántica.
El astrofísico Ethan Segal declaró aún más contundente en “No, Roger Penrose, We See No Evidence Of A ‘Universe Before The Big Bang’” [No, Roger Penrose, no vemos evidencia de un ‘universo antes del Big Bang’]:
Aunque, al igual que Hoyle, Penrose no está solo en sus afirmaciones, los datos se oponen abrumadoramente a lo que él afirma. Las predicciones que ha hecho son refutadas por los datos, y sus afirmaciones de ver estos efectos solo son reproducibles si uno analiza los datos de una manera científicamente errónea e ilegítima. Cientos de científicos le han señalado esto a Penrose, repetida y consistentemente durante un período de más de 10 años, quien continúa ignorando el campo y sigue adelante con sus argumentos.
Suposiciones cuestionables
Un problema adicional es que el modelo de Penrose requiere varios supuestos muy cuestionables. Primero, debe superar las implicaciones del teorema de Borde-Guth-Vilenkin que prueba que los universos en expansión deben tener un comienzo absoluto. Para evitar esta conclusión, Penrose debe suponer que el universo era infinitamente grande en el pasado infinito, lo cual es filosóficamente problemático. Otras suposiciones no comprobadas incluyen las siguientes:
- Todas las masas de partículas cayendo a cero.
- Presencia de un campo escalar que se activa en el momento adecuado para desencadenar el cruce.
- La masa del campo escalar aumenta rápidamente después del cruce.
Dada la falta de evidencia de apoyo y las suposiciones ad hoc, CCC no ofrece un desafío serio a la evidencia de que el universo tuvo un comienzo. Por lo tanto, algo, o más probablemente alguien, fuera del tiempo y el espacio debe haberlo creado.
Artículo publicado originalmente en inglés por Brian Miller Ph.D. en Evolution News and Science Today
