1. UNIVERSO
El Big Bang ocurre todos los días en el Universo
El Big Bang no ha sido un episodio insólito en la historia del Universo, sino que constituye un
fenómeno corriente, que se genera constantemente, creando múltiples universos paralelos
en regiones remotas del espacio y del tiempo, según dos físicos de la Universidad de
Chicago. Este modelo se basa en la naturaleza del vacío cuántico, lugar de procedencia del
Universo, en el que la combinación de un pequeño vacío con una modesta inflación es
suficiente para provocar entropía y crear universos. Este proceso de inflación universal es
el que explica la flecha del tiempo. Por Eduardo Martínez de Tendencias Científicas.
Siempre se nos ha enseñado que toda la creación se originó por una gran explosión cósmica,
conocida como Big Bang, que ocurrió de forma excepcional y única en la historia del
Universo hace unos 13 mil o 14 mil millones de años
Según el modelo del Big Bang, el Universo es finito y tuvo un comienzo en el momento en el
que la materia existente alcanzó una densidad y una temperatura suficientemente alta para
generar la explosión creativa. Los datos obtenidos hasta ahora por la observación directa
coinciden con la teoría del Big Bang.
Las primeras estrellas se formaron alrededor de mil millones de años después del Bing
Bang. Pero nuestro Universo comenzará a contraerse en algún momento y aumentará su
temperatura hasta llegar nuevamente a su estado inicial (Big Crunch).
Sin embargo, una nueva teoría establece que el Big Bang podría no ser un fenómeno
extraordinario, que la entropía es infinita y que el creciente desorden del Universo no
conduce a la muerte cósmica, sino que prolonga la existencia de galaxias, estrellas y
planetas hasta el infinito porque la flecha del tiempo, tal como la conocemos, ha podido
tener otras direcciones en un pasado remoto inaccesible desde nuestra época.
Big Bang diario
Según esta teoría, el Big Bang es un acontecimiento cotidiano en la historia del Universo
que sucede eternamente a escalas de tiempo increíblemente grandes, creando universos
paralelos al nuestro en remotas regiones espaciotemporales porque la entropía no es finita,
como se piensa actualmente, sino que en realidad es infinita.
Es lo que proponen dos físicos de la Universidad de Chicago, Sean Carroll y Jennifer Chen,
en un artículo en el que responden a dos de las cuestiones teóricas no resueltas por la
física: por qué el flujo del tiempo transcurre únicamente en una dirección (del pasado al
futuro), y por qué el Big Bang pudo ser realmente el resultado de una fluctuación de la
energía procedente del vacío cuántico.

2. La respuesta a ambas preguntas señala que la inflación universal es la que explica la flecha
del tiempo, lo que no excluye que en un remoto pasado el tiempo pudiera tener una
dirección inversa a los ojos de los astrónomos actuales.
El Big Bang, a su vez, pudo formarse de la nada porque el vacío es el estado natural por
excelencia, según la termodinámica, y porque basta la combinación de un pequeño vacío con
una modesta inflación para provocar entropía y crear universos. La inflación es una
prolongación de la teoría del Big Bang según la cual el Universo pasó por un período de
expansión máxima en una fracción de segundo después del Big Bang.
De ambas hipótesis se desprende que, posiblemente, ha habido múltiples explosiones
similares al Big Bang que han podido crear universos paralelos al nuestro en regiones
remotas del cosmos, tanto en el espacio como en el tiempo.
La flecha del tiempo
Tal como explica al respecto la Universidad de Chicago en un comunicado que ha traducido
Astroseti, la cuestión sobre la flecha del tiempo intriga a los científicos porque la mayor
parte de las leyes fundamentales de la física no separan el pasado del futuro. El concepto
de entropía, a su vez, se basa en el flujo del tiempo, ya que establece que el desorden o
caos aumenta con el paso del tiempo, tal como señaló el físico Ludwig Boltzmann hace ya un
siglo.
Espacio y tiempo son conceptos que no tienen sentido antes de la aparición de la materia en
el Universo, por lo que en el modelo cosmológico actual se considera que el espacio y el
tiempo aparecen con la materia en el mismo momento del Big-Bang.
Según este modelo cosmológico, a medida que el tiempo fluye, la entropía global del
Universo también aumenta. Como la flecha del flujo del tiempo es irreversible, la flecha de
flujo de la entropía también es irreversible. En el Universo, la cantidad de energía útil
disminuye paulatinamente y aumenta la forma degradada de energía.
Dado que la entropía global siempre está en constante aumento, causará en algún momento
el desplome térmico de todos los biosistemas en el Universo conocido, fenómeno conocido
como Muerte Térmica del Biocosmos. Fin del Universo, de la vida, del tiempo y también de
la entropía, según el actual modelo cosmológico.
Entropía infinita
Sin embargo, aunque el Universo posee una cantidad extrema de entropía específica que es
esencial para la vida, continúa siendo un misterio descubrir por qué la entropía era escasa
en los comienzos del Universo, una cuestión a la que los físicos de Chicago aportan ahora
una singular respuesta.

3. Lo que proponen es considerar que la entropía del Universo es infinita y no limitada en el
tiempo, como se considera hasta ahora. De hecho, según su teoría, la entropía podría
aumentar constantemente y evitar la muerte térmica del biocosmos.
Carroll y Chen consideran que si la entropía es infinita, el Universo se expande eternamente
gracias a la así conocida como energía oscura, que es la que está provocando que el Universo
esté creciendo a un ritmo acelerado, en lugar de estar en desaceleración constante, tal
como se ha verificado recientemente.
Eso significa que en la actualidad la entropía continúa creciendo, lo que mantiene la
expansión del Universo y al mismo tiempo lo llena de energía oscura, que es a nuestros ojos
espacio vacío. La mayor parte de la energía observada en el Universo es del tipo de energía
del vacío o energía oscura.
Potencialidad del vacío cuántico
Pero ese espacio vacío no es equivalente a la nada, toda vez que mantiene rastros débiles de
energía a escala subatómica, tal como sugirieron, en un interesante artículo, Jaume Garriga,
de la Universidad Autónoma de Barcelona, y Alexander Vilenkin, de la Universidad Tufts.
Ambos consideran que las fluctuaciones del vacío cuántico pueden generar sus propios Bigs
Bangs en diferentes áreas del Universo separadas entre sí tanto en el tiempo como en el
espacio. En consecuencia, sostienen que debe haber un infinito número de regiones del
espacio similares a la de nuestro Universo observable en las que posiblemente haya vida
inteligente.
Carroll y Chen amplían esta reflexión y sugieren que la expansión del Universo pudo
iniciarse "al revés" en un pasado remoto: en el escenario que imaginan de las condiciones
iniciales del Universo, ambos autores señalan que los acontecimientos pudieron ocurrir
tanto hacia el pasado como hacia el futuro. Esta hipótesis implica que el tiempo pudo tener
una dirección inversa a los ojos de los astrónomos actuales, respecto a la tradicional
dirección del tiempo.
Según razonan ambos autores, los universos creados en estas explosiones cósmicas no
tienen en cuenta la dirección del tiempo y contribuyen a aumentar la entropía, lo que supone
aceptar que el Universo nunca alcanza el equilibrio: si lo alcanzara la flecha del tiempo no
existiría.
La propuesta de Carroll y Chen revoluciona la tradicional teoría cosmológica, basada en la
entropía finita. La entropía es el segundo principio de la termodinámica, que puede
definirse esquemáticamente como el "progreso para la destrucción" o "desorden inherente
a un sistema".
La Segunda Ley de la Termodinámica es la más universal de las leyes físicas. En su
interpretación más general establece que a cada instante el Universo se hace más
desordenado.

4. Hay un deterioro general pero inexorable hacia el caos. Carroll y Chen añaden ahora que
ese desorden no conduce a la muerte del Universo, sino a su expansión infinita. Viaje al
origen del Universo
Físicos de EE.UU. lograron una temperatura de dos billones de grados, la más alta jamás
registrada en el mundo, haciendo chocar núcleos de oro unos contra otros a velocidades
próximas a la de la luz. Los científicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven, donde se
realizó el experimento, creen haber conseguido un estado de la materia igual al que reinaba
en el Universo unos diez microsegundos después del Big Bang: el plasma de quarks y
gluones, la madre de toda la materia del cosmos.
Pero en lugar de comportarse como un gas como esperaban, el plasma se comportó como un
fluido. ¿Acaso tuvo el Universo una infancia líquida? “Los resultados son algo
desconcertantes y muy interesantes”, explica Enrique Fernández, director del Instituto de
Física de Altas Energías de la Universidad Autónoma de Barcelona. Ahora, los físicos de
Brookhaven intentarán aclarar si la materia que han creado es efectivamente el plasma de
quarks y gluones que llevan cinco años buscando o un nuevo e insospechado estado de la
materia.
Nadie ha visto nunca un quark. Y tampoco un gluón. En los primeros microsegundos o
millonésimas de segundo después del Big Bang, cuando todo el Universo estaba concentrado
en unos pocos kilómetros de diámetro, flotaron separados unos de otros. Pero en cuanto el
Universo se expandió y la temperatura
Para recrear el Big Bang los físicos dispararon haces de núcleos de átomos de oro a la
velocidad de la luz en direcciones opuestas en un acelerador de partículas (en la imagen).
Eligieron oro porque libera gran cantidad de energía, y por lo tanto de calor, en los
impactos.
cayó por debajo del billón de grados, hace 13.700 millones de años, los quarks se unieron de
tres en tres formando los protones y los neutrones con los que más adelante se
construirían las galaxias, las estrellas y los seres vivos. También los gluones, que actúan
como el pegamento con que están unidos los quarks (el nombre viene del inglés glue,
pegamento), quedaron atrapados en las jaulas de protones y neutrones.
Trece mil setecientos millones de años después, un equipo de físicos de Brookhaven ha
intentado liberar algunas de aquellas partículas aprisionadas para reconstruir los primeros
instantes del Universo y comprobar si sus teorías son correctas. Para ello, dispararon dos
haces de núcleos de átomos de %oro a un 99,995% de la velocidad de la luz en direcciones
opuestas en el interior de un acelerador de partículas en forma de anillo de 3,8 kilómetros
de longitud.
Desde el año 2000, se han provocado choques frontales entre los núcleos de oro en seis
puntos del anillo para alcanzar, durante 0,00000000000000000000001 segundos,
temperaturas suficientes para crear un plasma de quarks y gluones.

5. Se han elegido núcleos de oro porque son pesados, de modo que liberan una gran cantidad
de energía, y por lo tanto de calor, en los impactos. El plasma es tan efímero que los físicos
no pueden observarlo directamente. Pero a partir de lo que observan después pueden
deducir, como un detective a partir de unas huellas, qué ha ocurrido en el momento
decisivo.
Perfección líquida
A raíz de un experimento similar realizado con plomo en lugar de oro, físicos del CERN, el
laboratorio europeo de física de partículas en Ginebra, ya anunciaron en el año 2000 que
habían obtenido un plasma de quarks y gluones, pero los resultados no fueron considerados
concluyentes. “Lo que se ha observado ahora en Brookhaven parece ser más robusto”,
explica Enrique Fernández.
Según resultados que se presentarán en la revista Nuclear Physics A, en Brookhaven se ha
creado “el líquido más próximo a la perfección jamás observado”, informa Sam Aronson,
director adjunto del laboratorio. La perfección de un líquido se mide según su viscosidad,
es decir, la facilidad con la que fluye y la resistencia que ofrece a los objetos que fluyen
por él. La miel, por ejemplo, tiene una viscosidad alta. El agua la tiene baja. El líquido
perfecto la tendría nula.
“Es un hallazgo realmente sorprendente”, añade Praveen Chaudhari, director del
laboratorio de Brookhaven. Allí donde los físicos esperaban observar un comportamiento
parecido al de un gas, han encontrado algo parecido a un líquido. Un líquido, además,
distinto de cualquier otro líquido conocido. Está claro que “tenemos un nuevo estado de la
materia”, afirma Aronson. Y lo que los físicos de Brookhaven esperan aclarar en los dos
próximos años es si este estado es el esperado plasma de quarks y gluones, o bien una
ventana a una faceta hasta ahora desconocida del Universo.