¿Qué pasaría si el Universo comenzara con un Big Bang distinto al conocido?
A menudo se considera que el Big Bang es el origen de toda la materia y la radiación del Universo. Sin embargo, las primeras sondas de materia oscura se originaron mucho más tarde, alrededor de la época en que se formó la estructura.
En la imagen cosmológica estándar, el Universo primitivo era un lugar muy exótico. Quizás lo más importante que sucedió en nuestro cosmos fue el evento de inflación, que muy pronto, justo después del Big Bang, envió a nuestro Universo a un período de expansión extremadamente rápida.
Cuando terminó esta inflación, los campos cuánticos exóticos que impulsaron este evento decayó, convirtiéndose en la avalancha de partículas y radiación que quedan hoy.
El comienzo del Universo: ¿fue como pensábamos?
Cuando nuestro Universo tenía menos de 20 minutos, las partículas antes mencionadas comenzaron a ensamblarse en los primeros protones y neutrones durante lo que llamamos Nucleosíntesis del Big Bang. La Nucleosíntesis del Big Bang es una piedra angular de la cosmología moderna, ya que los cálculos detrás de ella predicen con precisión la cantidad de hidrógeno y helio en el cosmos.
Sin embargo, y a pesar del éxito en obtener una imagen del Universo primitivo, aún no ha sido posible comprender la materia oscura, que es la forma de materia misteriosa e invisible que ocupa la gran mayoría de la masa en el cosmos. La suposición estándar en los modelos del Big Bang es que cualquier proceso que generó partículas y radiación también creó materia oscura. Y que después de eso, la materia oscura se quedó dando vueltas, ignorando a todos los demás.
Dark energy could lead to a second (and third, and fourth) Big Bang, new research suggests https://t.co/PKSyROwXPI pic.twitter.com/NIQ1ppFvEy
— SPACE.com (@SPACEdotcom) March 7, 2023
No obstante, un equipo de investigadores ha propuesto una nueva teoría. Estos científicos argumentan que la inflación y las eras de la Nucleosíntesis del Big Bang no fueron únicas.
La materia oscura puede haber evolucionado a lo largo de una trayectoria completamente separada. Según este escenario, cuando la inflación terminó, inundó el Universo de partículas y radiación, pero no de materia oscura. De esta forma, todavía quedaba algún campo cuántico que no decaía. A medida que el Universo se expandió y se enfrió, este campo cuántico adicional finalmente mutó, lo que provocó la formación de materia oscura.
Este enfoque abre el camino para explorar una rica variedad de modelos teóricos sobre la materia oscura, ya que ahora que se sabe que tuvo un camino evolutivo separado, es más fácil seguir los cálculos para ver cómo se compara con las observaciones.
Por ejemplo, el equipo pudo determinar que si iba a haber un evento llamado Dark Big Bang, tendría que ocurrir cuando nuestro Universo tuviera menos tiempo de vida. Sin embargo, aún no sabemos si esto sucedió o no, por lo que se realizarán más estudios para tratar de comprender mejor.