¿Por qué algunos afirman que el Big Bang nunca ocurrió?

Question

A noticias se está haciendo viral en las redes sociales afirmando que dos físicos han encontrado la forma de eliminar el Big Bang singularidad, o en términos simples (como afirman muchos artículos periodísticos sensacionalistas): El Big Bang nunca ocurrió en absoluto.

El papel se publicó en Phys. Lett. B, y me parece que la idea básica del artículo es que toma la Ecuación de Raychaudhuri y sustituye las geodésicas por trayectorias de Bohm (de El análogo cuántico de Bohm de la ecuación de Hamilton-Jacobi).

No tengo ninguna experiencia en este campo, pero por lo poco que he entendido (y según me explicó un amigo mío, que puede muy bien estar equivocado), si hacemos unas cuantas sustituciones en esta ecuación cuántica de Raychaudhuri, obtendríamos las ecuaciones de Friedmann con unos cuantos términos extra, uno de los cuales parece una constante cosmológica y otro que elimina la singularidad del Big Bang.

Ahora mi pregunta es: ¿Cómo legítimo ¿son las afirmaciones de los autores de este documento? Y si tiene algún mérito, ¿realmente eliminar la singularidad del Big Bang?

Answer 1

No soy cosmólogo cuántico, pero sí cosmólogo del universo temprano, así que puedo darte mi opinión después de haber leído este artículo.

El artículo afirma que las trayectorias bohmianas son un sustituto válido de las geodésicas. Esto se afirma al principio del artículo y no se ofrece mucho en defensa de esta suposición. Eso no quiere decir que sea una suposición inválida, sino que se han agitado las manos y han dicho "Las geodésicas no son las trayectorias que buscas. Puedes usar las trayectorias de Bohm. Sigue adelante".

Lo siguiente que hacen es remitirnos a otros pocos trabajos en los que se han abordado problemas ligeramente diferentes utilizando métodos parecidos pero ligeramente diferentes y dicen (no es una cita real) "utilizando un resultado similar a estos trabajos, y haciendo sustituciones arbitrarias pero no ilegales, recuperamos las ecuaciones de Friedman con correcciones de orden superior" Eso está muy bien, pero ¿has hecho realmente el trabajo o has sacado el resultado de los problemas similares pero diferentes. Y las sustituciones que hiciste no tienen sentido.

A partir de aquí, las interpretaciones que ofrecen son bastante evidentes. El uso de las trayectorias bohmianas ha hecho necesario que no exista una singularidad inicial. También encuentran la magnitud correcta para una constante cosmológica en una de las correcciones debido a cómo la abordan. Hay un término complicado que implica funciones de valor real no especificadas y lo sustituyen por cosas correspondientes a la masa del gravitón que se espera que dé el valor actual de la constante cosmológica . Entonces, encuentran, a través de algunos trucos y sustituciones más "convenientes", que el término resultaría en una constante cosmológica que está relacionada con $c^2/H_0^2$ , lo que da como resultado el orden de magnitud correcto.

También muestran que con las trayectorias bohmianas, la edad del universo tiende al infinito. Lo que me confundió aquí es que utilizaron el método estándar para calcular la edad del universo; el método que fue diseñado para ser utilizado con el modelo del Big Bang. Esencialmente, intentan hallar el tiempo transcurrido desde la singularidad, pero eliminaron automáticamente la singularidad utilizando las trayectorias de Bohm. Así que es obvio que deberían encontrar el infinito.

No obstante, toda la ciencia presentada en el documento es válida. El problema es que se basa en gran medida en la ciencia no presentada en el documento. Si lo que han hecho es correcto, las interpretaciones también lo son. Sin embargo, hay demasiadas sutilezas y suposiciones poco intuitivas como para aceptarlas sin un estudio más profundo. Y, como ya se ha dicho, gran parte parece basarse en enfoques similares pero diferentes que fueron utilizados para abordar problemas similares pero diferentes por otros físicos.

Probablemente por eso los medios de comunicación se han vuelto locos con él. No hay suficiente en este documento para decir que es incorrecto o para desacreditarlo explícitamente. Tampoco hay suficiente para aceptarlo o utilizarlo para desacreditar otras teorías. Los medios de comunicación ven que tiene la posibilidad de ser correcta y que tiene interpretaciones que no incluyen un Big Bang y se lanzan sobre ella. Pero este documento no dice que no hubo un Big Bang; dice que el Big Bang no era necesario. En el mejor de los casos, este documento hace que la posibilidad de que no haya Big Bang sea tan probable como que haya un Big Bang.

Pero no quiero parecer demasiado pesimista. Mi postura sigue siendo que si las suposiciones que hicieron son correctas y si el trabajo que hicieron fuera de sus escritos es correcto, entonces las interpretaciones que presentan podría sea correcta también.

Answer 2

Aunque este trabajo investiga ciertamente un punto interesante, creo que la simple sustitución de las geodésicas en la RG por trayectorias cuánticas de aspecto similar no resuelve los problemas aquí. Encontrar la Ecuaciones de Friedmann mientras se asume la homogeneidad e isotropía a gran escala no me sorprende.

Hay una serie de personas que trabajan en los llamados Cosmologías de gran rebote . En esos modelos, no existe la singularidad del Big Bang: las trayectorias de las partículas pueden seguirse a través de un estado muy denso del universo que sólo parece singular si no se mira lo suficiente (como si la punta de una aguja no fuera en realidad un "punto", pero si se mira lo suficiente la punta de cada aguja fuera redonda).

La cuestión que se plantea entonces es si se cree el mecanismo por el que se crea el gran rebote. Para tener un rebote, necesitas hacer que un universo convergente se expanda de repente. Este es un comportamiento muy extraño para el parámetro de Hubble alrededor del rebote. Dentro de la RG esto plantea muchos problemas, ya que tienes que violar una de varias condiciones de consistencia.

Incluso si se puede construir el rebote mismo dentro de una teoría actual, es difícil creer que los desconocidos efectos de la gravedad cuántica no debería jugar un papel en esta fase turbulenta y densa de la evolución cósmica.

En mi opinión, ciertamente hay una serie de aspectos interesantes en los grandes rebotes, pero personalmente considero que esto depende de la gravedad cuántica, que aún no entendemos ni conocemos.

Answer 3

A lo largo de los años ha habido varios modelos de universo. El Big Bang, tal y como se muestra en la figura, se ha convertido en el "modelo estándar" para la creación del universo observado tal y como lo conocemos porque se ajusta a las observaciones , es decir, los datos, utilizando las teorías y los comportamientos conocidos de las teorías de las partículas elementales.

Este modelo ha ido evolucionando a medida que se añaden datos en nuestros bancos de datos. Cuando estudié cosmología en los años sesenta, el Big Bang no tenía inflación. La inflación fue forzada por el fondo cósmico de microondas datos de radiación que llegaron mucho más tarde que mis estudios.

Ahora mi pregunta es: ¿Qué legitimidad tienen las afirmaciones de los autores de este documento? Y si tiene algún mérito,

La repercusión de una nueva propuesta en la investigación viene dada por el reconocimiento inmediato de los pares en las citas de la publicación. Si uno va a INSPIRE-HEP se encuentra una cita desde la publicación en noviembre de 2014, por lo que no está tomando a los compañeros por sorpresa. No se puede hacer física a través de las redes sociales y la popularidad de los programas de televisión.

¿Realmente elimina la singularidad del Big Bang?

Bueno, un modelo diferente puede eliminar la necesidad de una singularidad para describir los datos, pero no creo que este artículo incorpore toda la historia inflacionaria y la plétora de datos en su modelo esquemático. No es mi campo y esperaré a que otro discuta el contenido, pero tenemos un proverbio griego: "Cuando oigas hablar de muchas cerezas lleva una cesta pequeña".