La teoría de cuerdas: big bangs y abdominales

La teoría de cuerdas puede ofrecer algunas respuestas a lo que había antes y lo que causó el Big Bang. De hecho, bajo la teoría del Big Bang - formulado en un universo de la física cuántica y la relatividad - las leyes de la física en consecuencia infinitos sin sentido en ese momento.

De acuerdo con la teoría del big bang, si extrapolamos la expansión del universo hacia atrás en el tiempo, todo el universo conocido habría sido compactado abajo en un punto de increíblemente inmensa densidad singular. Revela nada, sin embargo, sobre si nada existía un momento antes de ese momento.

La teoría de cuerdas ofrece la posibilidad de que estamos "atrapados" en una membrana con tres dimensiones espaciales. Estos escenarios mundiales branas, como los modelos de Randall-Sundrum, ofrecen la posibilidad de que antes del big bang algo que ya estaba aquí: colecciones de cuerdas y branas.

La búsqueda de un universo eterno

Los científicos fueron originalmente muy molesto por la teoría del big bang, porque creían en un universo eterno, lo que significa que el universo no tenía punto de partida (y, en promedio, no ha cambiado con el tiempo). Einstein creía esto, a pesar de que lo abandonó cuando la evidencia sugiere lo contrario.

Fred Hoyle dedicó la mayor parte de su carrera a tratar de demostrar que el universo era eterno. Hoy en día, algunos físicos continúan buscando formas de explicar lo que, en todo caso, existía antes del Big Bang.

Algunos cosmólogos dicen que la cuestión de lo que ocurrió en o antes de la gran explosión es intrínsecamente poco científica, porque la ciencia actualmente no tiene manera de extender sus teorías físicas más allá de la singularidad en los albores de la línea de tiempo de nuestro universo. Otros señalan que si nunca nos preguntamos las preguntas, nunca descubriremos una manera de responder a ellas.

Aunque la teoría de cuerdas no está todavía listo para responder a estas preguntas, que no ha impedido que los cosmólogos de principio a hacer las preguntas y ofrecer posibles escenarios. En estos escenarios, que son ciertamente vaga, la pre-universo tan grande explosión (que probablemente no se limita a sólo tres dimensiones espaciales) es un conglomerado de p-branas, las cadenas, los anti-cadenas, y anti-p-branas.

En muchos casos, estos objetos son todavía "allá afuera" en algún lugar más allá de nuestra propia 3-brana, tal vez incluso impactando nuestro propio universo (como en el caso de los modelos de Randall-Sundrum).

Uno de estos modelos fue un modelo explosión pre-grande presentada por Gabriele Veneziano - el mismo físico que surgió con el modelo 1968 de doble resonancia que provocó la teoría de cuerdas. En este modelo, el universo es un agujero negro en un universo más masiva de las cadenas y el espacio vacío. Antes de la fase de expansión actual, hubo un período de contracción.

Aunque probablemente no del todo cierto acuerdo con los principales modelos de hoy en día, esta obra de Veneziano (e ideas similares por parte de otros) tiene un impacto en la mayor parte del trabajo de la cosmología supercuerdas hoy en día, ya que representa nuestra universo conocido sólo como un subconjunto del universo, con una inmensa "ahí fuera" más allá de nuestro conocimiento.

El modelo de universo cíclico anticuada

Una idea que fue muy popular en la década de 1930 fue la de un universo cíclico, en el que la densidad de la materia era lo suficientemente alto como para que la gravedad para superar la expansión del universo. La ventaja de este modelo es que permite el Big Bang es correcta, pero el universo aún podía ser eterna.

En este modelo cíclico, el universo se expandiría hasta que la gravedad empezó a tirar de ella, lo que resulta en un "big crunch", donde toda la materia regresó a la "superátomo" primordial - y luego el ciclo de expansión sería empezar todo de nuevo.

El problema es que la segunda ley de la termodinámica establece que la entropía o desorden, en el universo crecerían con cada ciclo. Si el universo pasó por un número infinito de ciclos, la cantidad de desorden en el universo sería infinita - cada pedacito del universo estaría en equilibrio térmico con todos los demás bits del universo.

En un universo en el que cada región tiene exactamente la misma estructura, ninguna región tiene más fin que cualquier otro, por lo que todas las regiones tienen la máxima cantidad de desorden permitido. La teoría de cuerdas, sin embargo, sólo podría tener una manera de traer de vuelta el modelo cíclico en una nueva forma.