Debe haber habido alguna singularidad que inició las cosas. ¿Pero qué tipo de singularidad?
Geshnizjani, Ling y Quintin investigaron si el primer momento del Big Bang es más comparable al centro de un agujero negro o a su horizonte de sucesos. Su enfoque se basa en un teorema demostrado en 2003 por Arvind Borde, Alan Guth (uno de los padres de la inflación) y Alexander Vilenkin. Este teorema, conocido como BGV, establece que la inflación tuvo un comienzo y no puede retroceder continuamente al pasado. Debe haber habido alguna singularidad que inició las cosas. El teorema BGV demuestra su existencia, pero sin decir de qué tipo de singularidad se trata.
¿Pared de ladrillos o tienda de campaña?
Según Quintin, él y sus colegas querían descubrir si la singularidad era una pared de ladrillos (una singularidad de curvatura) o una cortina que podía abrirse (una singularidad de coordenadas). Según el matemático Eric Woolgar de la Universidad de Alberta, el estudio mejora nuestra imagen de la singularidad del Big Bang: “Esto nos permite decir si la curvatura en la singularidad inicial es infinita o si es una forma más suave de la singularidad. Esto último podría permitirnos extender el modelo del universo a una época anterior al Big Bang.
Para clasificar los posibles escenarios ante la inflación, los tres expertos utilizaron un parámetro llamado factor de escala. Describe cómo la distancia entre los objetos cambió a medida que el universo se expandió. Por definición, el factor de escala en el momento del Big Bang era cero: todo estaba concentrado en un punto adimensional.
Durante la inflación, el factor de escala aumentó exponencialmente. Sin embargo, antes de la inflación, podría haber cambiado de varias maneras. El nuevo trabajo proporciona un esquema de clasificación para diferentes singularidades, según el escenario. «Demostramos que el factor de escala provoca una singularidad de curvatura en determinadas condiciones, pero no en otros casos», explica Ling.
Ya estaba claro de antemano: en un universo hipotético con energía oscura pero sin materia, el inicio de la inflación formulado en el teorema BGV es una singularidad coordinada que puede eliminarse. Pero, por supuesto, hay materia en el universo real. ¿Será posible todavía evitar la singularidad utilizando trucos matemáticos? Según las últimas investigaciones, se puede eliminar si la cantidad de materia es insignificante en comparación con la energía oscura. “De hecho, los rayos de luz pueden cruzar la frontera”, afirma Quintin. «Y en ese sentido se puede ver al otro lado de la frontera, no es como un muro de ladrillos». De modo que el pasado del universo se extendería más allá del Big Bang.
Sin embargo, según los modelos cosmológicos, había más materia que energía oscura en el universo primitivo. En este caso, según el nuevo trabajo, la singularidad BGV sería una verdadera singularidad de curvatura física. Aquí las conocidas leyes de la gravedad pierden su significado.
