A medida que exploramos las profundidades del universo, no podemos evitar preguntarnos: ¿Cómo era antes de que naciera el universo? Esta pregunta parece estar más allá de la imaginación humana, pero los científicos no han dejado de hacer esta última pregunta.
传统的宇宙大爆炸理论告诉我们，我们的宇宙起源于大约138亿年前的一个奇点，一个密度无限大、温度无限高、空间无限小的点。在这个理论框架下，宇宙从大爆炸开始，经历了从热密状态到膨胀冷却，逐渐演化成我们今天所见的宇宙。
Sin embargo, esta teoría no puede decirnos sobre el origen del universo, y no describe lo que sucedió antes de la singularidad, ya que asume que el tiempo y el espacio comenzaron en el momento del Big Bang.
La segunda ley de la termodinámica, la ley del aumento de la entropía, profundiza aún más este misterio. Nos dice que en cualquier sistema cerrado, la entropía siempre está aumentando, lo que significa que el sistema tiende a evolucionar de ordenado a desordenado. Desde esta perspectiva, parece que el universo evolucionó de un estado altamente ordenado (singularidad) a un estado desordenado (el universo actual), pero esto no explica de dónde vino el orden original del universo.
El premio Nobel de Física Roger Penrose tiene una visión diferente sobre el tema. Propuso la cosmología cíclica conforme, que desafiaba la teoría tradicional del Big Bang e intentaba explicar cómo era el universo antes de su nacimiento. Penrose argumenta que el universo no comenzó con una singularidad, sino que pasó por un bucle infinito, resolviendo así algunos de los enigmas de las teorías tradicionales.
La cosmología cíclica conforme de Roger Penrose nos ofrece una visión audaz y única del universo. En el corazón de esta teoría está la idea de que el universo no es un proceso lineal con un principio y un final, sino un ciclo interminable. Penrose creía que el universo comenzó a expandirse después del Big Bang, pero no indefinidamente, y eventualmente dejaría de expandirse y comenzaría a contraerse, y este proceso de contracción conduciría a un nuevo Big Bang, iniciando así un nuevo ciclo cósmico.
La base matemática de esta teoría es el mapeo conforme, que es una transformación geométrica que conserva ciertas propiedades del espacio, como el ángulo entre dos curvas suaves y la forma de una estructura infinitesimal, pero no mantiene su tamaño. En la teoría de Penrose, el mapeo conforme se utiliza para describir la transición del universo de un estado a otro, específicamente desde el estado de expansión después del Big Bang a un posible estado de contracción en el futuro.
La teoría de Penrose no sólo es matemáticamente rigurosa, sino que también intenta relacionar la evolución del universo con los patrones cíclicos más comunes en la naturaleza. En su opinión, los ciclos del universo no son simples repeticiones, sino manifestaciones de una ley superior y más universal de la naturaleza. Esta teoría también intenta reconciliar la segunda ley de la termodinámica con la cosmología, proponiendo que la entropía del universo puede alcanzar un estado de equilibrio después de un ciclo infinito, evitando así el destino del universo hacia el final del desorden.
La cosmología cíclica conforme de Penrose es, sin duda, un gran desafío para la teoría cosmológica tradicional. No solo desafía nuestra comprensión tradicional del origen y el destino del universo, sino que también estimula una nueva ronda de pensamiento sobre la naturaleza del universo en la comunidad científica. Aunque esta teoría aún no ha sido ampliamente aceptada, el concepto que propone sin duda proporciona una nueva dirección y espacio para el pensamiento en futuras investigaciones cosmológicas.
Para comprender la cosmología cíclica conforme de Penrose de manera más intuitiva, podemos usar un modelo simple: el modelo del globo. Imagina un globo que se infla gradualmente a medida que soplamos en él. Este proceso de expansión puede ser visto como la expansión del universo desde el Big Bang. Sin embargo, la teoría de Penrose propone que la expansión del universo no continuará indefinidamente, al igual que un globo eventualmente dejará de inflarse porque le falta más aire.
Cuando el globo deja de inflarse, comienza a enfrentar el problema de equilibrar la presión interna con el entorno externo. En el contexto del universo, este equilibrio haría que el universo comenzara a contraerse, al igual que se desinfla un globo. Este proceso de contracción, argumenta Penrose, eventualmente llevará al universo de regreso a una singularidad similar a la anterior al Big Bang, creando así las condiciones para una nueva ronda de Big Bang y expansión cósmica.
La evolución de los agujeros negros y las galaxias jugó un papel clave en la teoría de Penrose. Sabemos que en el universo actual, los agujeros negros se forman por el colapso de estrellas masivas. La teoría de Penrose predice que en el futuro, las fusiones entre galaxias crearán agujeros negros cada vez más grandes y, finalmente, todo el universo estará ocupado por un agujero negro supermasivo. Este agujero negro será el punto de partida de la contracción del universo, y se tragará todas las galaxias y la materia hasta que todo el universo se convierta en un único punto extremadamente compacto.
La teoría de Penrose ilustra el proceso cíclico del universo desde la expansión hasta la contracción hasta el universo naciente. Combina fenómenos familiares, como la expansión y deflación de globos y la evolución de los agujeros negros y las galaxias, con la gran historia del universo y nos ofrece una forma completamente nueva de pensar sobre el origen y el destino del universo.
Aunque la cosmología circular conforme de Roger Penrose tiene un marco teórico revolucionario, su validación y aceptación es un tema complejo. El propio Penrose predijo con confianza que el llamado punto de Hawking, un punto caliente que se encuentra en el fondo cósmico de microondas, sería la mejor prueba de esta teoría. Sin embargo, años de investigación científica y observaciones aún no han encontrado los puntos calientes de estas predicciones en el fondo cósmico de microondas, lo que hace que la teoría de Penrose carezca de apoyo empírico hasta cierto punto.
La reacción de la comunidad científica a la cosmología cíclica conforme de Penrose también ha sido mixta. Por un lado, esta teoría ha estimulado un nuevo pensamiento sobre el origen y la evolución del universo, y ha promovido a la comunidad científica a discutir profundamente los problemas básicos de la cosmología. Por otro lado, debido a la falta de evidencia observacional directa, muchos científicos tienen reservas sobre esta teoría. En la ciencia, la veracidad de una teoría a menudo necesita ser verificada a través de experimentos y observaciones reproducibles, y la teoría de Penrose no ha sido completamente probada en este punto.
Aun así, la cosmología cíclica conforme de Penrose es de gran interés científico. Desafía la teoría tradicional del Big Bang y propone un nuevo modelo del origen y la evolución del universo, proporcionando una nueva dirección para la investigación científica futura. Con los avances en la tecnología y la mejora de las capacidades de observación, hay razones para creer que la ciencia futura puede proporcionar más evidencia para la teoría de Penrose, tanto para apoyar como para refutar. Cualquiera que sea el resultado, la teoría de Penrose ya nos ha ofrecido una nueva forma de explorar los misterios del universo.