Una de las teorías más alucinantes sobre el cosmos sugiere que el universo se expande y contrae en ciclos interminables. Sin embargo, muchos no creen que eso sea del todo posible. Un estudio publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics propone que las cosmologías cíclicas o «rebotantes» fracasan.
El universo que rebota supone un comportamiento perpetuo. El cosmos no debería tener principio ni fin, solo ciclos eternos de crecimiento y reducción que se extienden hacia el futuro y el pasado. Es un concepto atractivo en parte porque elimina la necesidad de un estado llamado singularidad que corresponde al «comienzo del tiempo» en otros modelos.
El nuevo estudio realizado por los físicos Will Kinney y Nina Stein de la Universidad de Búfalo muestra la última versión de esta teoría. Encontraron que un modelo cíclico que resuelve antiguas preocupaciones sobre la entropía, introduce un nuevo problema: los universos cíclicos descritos bajo este modelo deben tener un comienzo.
«La gente propuso universos que rebotan para hacer que el universo sea infinito en el pasado. Pero observamos que uno de los tipos más nuevos de estos modelos no funciona”, dice Kinney. En este último modelo, que aborda problemas con la entropía, incluso si el universo tiene ciclos, tiene que tener un comienzo.
El comienzo del universo
Hoy en día la inflación cósmica (lo que ocurrió luego del Big Bang) es una teoría líder. Pero sólo se enfoca en lo que sucede durante y después de la era de rápida expansión. No explica lo que vino antes de eso, y no describe las condiciones de la singularidad inicial.
Un universo verdaderamente cíclico evitaría estos problemas. De estar involucrado en ciclos interminables de expansión y contracción, no necesitaría tener un comienzo en absoluto. Sin embargo, como señala Kinney, estos modelos que rebotan plantean su propio conjunto de preguntas insostenibles.
«Desafortunadamente, se sabe desde hace casi 100 años que estos modelos cíclicos no funcionan”, comenta Kinney. “El desorden o la entropía se acumula en el universo con el tiempo, por lo que cada ciclo es diferente del anterior. No es realmente cíclico», añade.
«Un reciente modelo cíclico soluciona este problema de acumulación de entropía al proponer que el universo se expande más con cada ciclo, diluyendo la entropía. Estiras todo para deshacerte de las estructuras cósmicas como los agujeros negros, que devuelven el universo a su estado homogéneo original antes del comienzo de otro rebote», explica Kinney.
De vuelta a cero
No obstante, mostraron que al resolver el problema de la entropía, se crea una situación en la que el universo tuvo que tener un comienzo. “Nuestra prueba muestra en general que cualquier modelo cíclico que elimine la entropía por expansión debe tener un comienzo», indican los investigadores.
Por supuesto, hay más preguntas. La prueba no se aplica al modelo cíclico propuesto por Roger Penrose, en el que el universo se expande infinitamente en cada ciclo. “Estamos trabajando en eso», finalizó el físico.