Según la teoría de la relatividad de Einstein, la curvatura del espacio-tiempo fue infinita en el Big Bang. De hecho, en este punto todas las herramientas matemáticas fallan, y la teoría se derrumba. Sin embargo, quedaba la noción de que quizás el comienzo del universo podría tratarse de una manera más simple, y que los infinitos del Big Bang podrían evitarse. De hecho, esta ha sido la esperanza expresada desde la década de 1980 por los conocidos cosmólogos James Hartle y Stephen Hawking con su "propuesta sin fronteras". y de Alexander Vilenkin con su "propuesta de túnel". Ahora, los científicos del Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein / AEI) en Potsdam y del Instituto Perimeter en Canadá han podido utilizar mejores métodos matemáticos para demostrar que estas ideas no pueden funcionar. El Big Bang, en su complicada gloria, conserva todo su misterio.

Uno de los principales objetivos de la cosmología es comprender el comienzo de nuestro universo. Los datos de la misión del satélite Planck muestran que hace 13.800 millones de años el universo consistía en una sopa de partículas caliente y densa. Desde entonces, el universo se ha ido expandiendo. Este es el principio principal de la teoría del Big Bang. pero la teoría no describe las primeras etapas en sí mismas, ya que las condiciones eran demasiado extremas. En efecto, a medida que nos acercamos al Big Bang, la densidad de energía y la curvatura crecen hasta llegar al punto en que se vuelven infinitas.

Como alternativa, las propuestas de "sin fronteras" y "tunelización" asumen que el diminuto universo primitivo surgió por tunelización cuántica de la nada, y posteriormente se convirtió en el gran universo que vemos. La curvatura del espacio-tiempo habría sido grande, pero finito en esta etapa inicial, y la geometría habría sido suave, sin límite (ver Fig.1, panel izquierdo). Esta configuración inicial reemplazaría al Big Bang estándar. Sin embargo, durante mucho tiempo, las verdaderas consecuencias de esta hipótesis no quedaron claras. Ahora, con la ayuda de mejores métodos matemáticos, Jean-Luc Lehners, líder de grupo en la AEI, y sus colegas Job Feldbrugge y Neil Turok en Perimeter Institute, logró definir las teorías de 35 años de manera precisa por primera vez, y calcular sus implicaciones. El resultado de estas investigaciones es que estas alternativas al Big Bang no son verdaderas alternativas. Como resultado de la relación de incertidumbre de Heisenberg, Estos modelos no solo implican que los universos suaves pueden hacer un túnel de la nada, pero también universos irregulares. De hecho, cuanto más irregulares y arrugadas están, más probable (ver Fig.1, panel derecho). "Por lo tanto, la" propuesta sin fronteras "no implica un gran universo como el que vivimos, sino más bien pequeños universos curvos que colapsarían inmediatamente ", dice Jean-Luc Lehners, quien lidera el grupo de "cosmología teórica" ​​en el AEI.

Por lo tanto, no se puede eludir el Big Bang tan fácilmente. Lehners y sus colegas ahora están tratando de descubrir qué mecanismo podría haber mantenido controladas esas grandes fluctuaciones cuánticas en las circunstancias más extremas. permitiendo que nuestro gran universo se desarrolle.