El título no es muy atractivo, pero su significado es muy profundo. Los medios hablan de CMB, polarización, ondas gravitacionales, inflación, modos B… son varios conceptos bastante técnicos y aunque ya hay muchos artículos sobre este tema, intentaré mostrar algunos detalles para dimensionar la importancia del descubrimiento
El Big Bang (gran explosión) es la teoría aceptada sobre el Universo temprano, es consistente con 50 años de mediciones. Contrario a lo que se cree, la teoría del Big Bang no describe el nacimiento del Universo, sino que indica qué ocurrió momentos después de su nacimiento, es decir, aunque suene contradictorio esta es en realidad una teoría sobre las consecuencias del Big Bang sin explicar el Bang del Big Bang. Esta teoría señala que al principio el Universo era muy caliente y comenzó a enfriarse debido a su expansión. Cuando las temperaturas eran muy altas (sobre 1010 Kelvin), no existía la materia neutra sino que una sopa de partículas con carga eléctrica positiva y negativa (aunque la carga eléctrica total era cero), un plasma. En este plasma, los encuentros entre materia y antimateria producían su aniquilación emitiendo fotones, los que a su vez creaban más pares de partículas-antipartícula. Por esto los fotones no se propagaban mucho antes de interaccionar de alguna manera en este plasma. Al bajar la temperatura a unos 109 Kelvin, cuando el Universo tenía unos 3 minutos, protones y neutrones se unieron formando los primeros núcleos atómicos, sin embargo los electrones todavía se movían libremente. Al bajar aún más la temperatura, los núcleos atómicos (positivos) y electrones (negativos) formaron los primeros átomos, con esto la sopa de partículas pasó de ser un plasma a ser neutra. Con esto, los fotones puedieron al fin moverse libremente, este período se llama recombinación y ocurrió cuando el universo tenía unos 380.000 años. Los fotones que existían durante la recombinación se han propagado durante 13.700 millones de años, llenando cada ricón del Universo y hoy se observan como fotones de baja energía (microondas) llamado CMB (sigla en inglés de Cosmic Microwave Background o radiación de fondo de microondas).
El CMB contiene mucha información sobre los primeros momentos después del Big Bang, lo difícil es extraer esta información. Las microondas del CMB pueden ser fácilmente estudiadas usando telescopios espaciales como lo han hecho COBE, WMAP y Planck. El alto costo y el corto tiempo de vida de estas misiones espaciales motiva el hacer las mediciones desde la Tierra, pero lamentablemente las moléculas de agua en nuestra atmósfera dificultan el estudio de las microondas del CMB desde la Tierra. Las microondas son absorbidas por moléculas de agua, esto es excelente para diseñar un horno para calentar comida pero es pésimo para los cosmólogos que intentan estudiar el CMB desde la Tierra. Por este motivo, estudios de CMB con telescopios terrestres sólo pueden realizarse desde los lugares más secos del mundo. Los telescopios de microondas más importantes están en el Desierto de Atacama (en el norte de Chile) y en el Polo Sur.
Aunque el CMB fue emitido cuando el Universo tenía 380.000 años, contiene varias huellas de cómo el Universo se comportaba mucho antes de eso. De la misma forma que el mal sabor o textura de un pastel recién horneado puede indicar que modificamos la receta perfecta, cosmólogos indagan en el CMB en busca de imperfecciones para tratar de comprender cuál fue la receta que dio origen al Universo. Uno de los métodos más poderosos es el estudio de la polarización del CMB.
Como decía al principio, a pesar de su nombre la teoría del Big Bang sólo nos permite comprender las consecuencias del bang pero no explica por qué el espaciotiempo se expande. Además en su forma original esta teoría deja bastante dudas sin respuesta, una de ellas es la uniformidad del CMB, la imagen del Planck muestra pequeñas desviaciones (colores) de sólo millonésimas de grado, ¿cómo es que un Universo tan grande tiene casi la misma temperatura en todos lados? (hay otras preguntas similares pero que son más técnicas por lo que las omitiré). En 1979, Alan Guth era investigador postdoctoral (con pocas espectativas de encontrar otro trabajo). Estaba estudiando un problema en física de partículas, para lo que planteó que el universo experimentaría una fase de superenfriamiento. Ajeno a la cosmología, a fines de noviembre escuchó por primera vez cómo los cosmólogos trataban de entender los varios problemas de la teoría del Big Bang y se cuestionó si su idea podría relacionarse de alguna manera. La respuesta no sólo fue afirmativa sino que revolucionaria: SPECTACULAR REALIZATION escribió en sus apuntes cuando verificó que su idea no sólo resolvía el simple problema que estudiaba sino que también resolvía los problemas de la teoría del Big Bang. La idea de Guth recibió el nombre de Inflación, y propone que cuando el Universo tenía 10-35 segundos (algo más de una millonésima de trillonésima de trillonésima de segundo) el Universo era mucho más pequeño de lo que la teoría del Big Bang señala, por eso todo el Universo (muy pequeño según Guth) tendría la misma temperatura, en ese momento el Universo experimentó una expansión exponencial (de aquí el nombre inflación), creciendo de manera violenta pero simétrica, preservando todas las propiedades (homogeneidad) del Universo cuando era más pequeño, así como también amplificando cada pequeño defecto presente antes de la inflación. Cuando la era inflacionaria termina, se recupera el Universo más grande de la teoría de Big Bang convencional.
La inflación resuelve los problemas de la teoría del Big Bang pero también hace ciertas predicciones. El culpable de esta inflación es un campo escalar (parecido al Higgs) el cual se desconoce totalmente, se le llama campo inflatón. Cuando la inflación termina, el campo inflatón se transforma en toda la materia y radiación en el Universo. De la misma forma que cuando se nos cae al piso la tapa de una olla y da unas vueltas haciendo ese molesto ruido, al final de la inflación el plasma de partículas recién creadas es perturbado por oscilaciones de los campos cuánticos: el inflatón y campo gravitacional. Las oscilaciones producidas por el campo inflatón son llamadas fluctuaciones escalares, las cuales han sido confirmadas en mediciones del CMB. Las oscilaciones producidas por el campo gravitacional (también llamadas ondas gravitacionales primordiales) se denominan fluctuaciones tensoriales.
Podemos considerar que nuestro universo es una burbuja que se rebeló contra el vacío, dejó de expandirse de forma exponencial y se llenó por esto de materia y radiación (incluyendo aquí energías y materias oscuras). Este proceso se puede seguir dando y por lo tanto estos modelos se dice que generan de forma natural multiversos, entendiendo aquí regiones que han dejado de ser inflacionarias. Esas burbujas, inmersas aún en un vacío que se expande inflacionariamente, no se sabe si pueden coincidir o no, lo natural es que no puedan tener contacto unas con otras. Más aún, las leyes de la física no tienen, ni deben, de ser las mismas en distintas burbujas de este tipo. Las cargas, las masas, etc, de los campos y partículas pueden diferir de una burbuja (universo) a otra.(Tomado de Enrique Fernández Borja, Cuentos Cuánticos 17/03/2014, El universo saca Bicep2; énfasis nuestro).
La amenaza que la existencia del multiverso inflacionario (que nosotros llamaremos heteroverso para no confundirlo con los multiversos paralelos) supone para las creencias religiosas de la creación lo expresó muy claramente el filósofo de la religión y catedrático de Oxford Richard Swinburne en 1996 en este ad hominem:
“Postular trillones de trillones de universos en lugar de un Dios para explicar el orden en nuestro universo parece el colmo de la irracionalidad”.
Y es que Swinburne, apologeta cristiano él, sabe que el heteroverso elimina completamente a un dios personal como el de las religiones monoteístas de la ecuación, siquiera como posibilidad. El heteroverso sólo deja hueco para una versión del dios deísta (el relojero que diseña inteligentemente el universo), pero con una omnipotencia tal que, por la navaja de Ockham, es prescindible. Pero veámoslo con algo de detalle.
Buena parte de la argumentación del diseño inteligente se basa en el principio antrópico o el concepto de universo bien afinado (énfasis nuestro):
[…] vivimos en un universo bien afinado, con muchas características que hacen posible la vida y que no pueden atribuirse a la suerte. Estas características incluyen los valores de las constantes físicas (como el valor de las interacciones nucleares) y muchos otros. […] si alguno de estos valores fuera ligeramente diferente, el universo sería dramáticamente diferente, haciendo imposible la existencia de muchos elementos químicos y características del universo tales como las galaxias. De manera que, para que la vida exista, hace falta la presencia de un diseñador inteligente que asegure que las condiciones requeridas estuvieran presentes en su momento produciendo el resultado que este diseñador había previsto.
Creo que el inteligente lector ya sabe por donde vamos. La existencia del heteroverso lo que indica es que nos encontramos en nuestro universo, con sus leyes físicas concretas y sus partículas tal y como son, no porque otros universos sean imposibles o improbables, sino porque la vida tal y como la conocemos no puede existir en otros universos. Nuestro universo aleatorio no es, en este sentido, especial.
Vemos pues que el heteroverso elimina el dios del diseño inteligente y, de paso, a otros dioses menores por definición. Con menores nos referimos a que cuantas más características, como, por ejemplo, la localidad (el Dios cristiano es local en el sentido en que el hombre está hecho a su semejanza y que una de las tres personas que lo componen tiene forma humana), atribuyamos a un dios más limitado es; en este sentido, el dios deísta es el menos limitado y, por tanto la definición mayor.
Pero, ¿realmente esto es así? La respuesta, como apuntábamos más arriba, es no. Podríamos argumentar que un dios verdaderamente omnipotente manifestaría su omnipotencia creando todos los universos posibles. Pero claro, crear todos los universos posibles y que este proceso continúe permanentemente, es lo mismo que decir que estamos ante un automatismo; por lo que este superdiós es, simplemente, prescindible.
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