Universo sin principio: la cosmología cuántica confirma la idea de Hawking exprés
El nacimiento del Universo suele asociarse con el Big Bang, un punto de densidad infinita. Pero en ese punto las leyes de la física se rompen, lo cual no satisface a los científicos. Stephen Hawking y James Hartle propusieron en los años 80 una visión distinta: el tiempo no tiene frontera, como la superficie de un globo terráqueo. El Universo simplemente existe, y la pregunta «¿qué había antes del principio?» pierde sentido.
Durante mucho tiempo, los cálculos de probabilidades en este modelo estaban incompletos. Las reglas del mundo cuántico exigen no solo enumerar los posibles resultados, sino también sumar correctamente sus probabilidades, evitando ilusiones. Cuando los físicos finalmente realizaron estos cálculos correctos, resultó que casi cualquier universo cerrado no tiene principio. La probabilidad de encontrarse en un universo así es casi del 100%.
Además, con un enfoque estadístico especial, esta probabilidad se vuelve estrictamente igual a uno. Este resultado explica de manera natural la rápida expansión en los albores del cosmos: la inflación surge sin necesidad de ajustes finos.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2602.02682
We revisit the Hartle-Hawking no-boundary proposal. To extract probabilities, one must use the gravitational path integral (GPI) to compute not only the no-boundary amplitude, but also the norms by which its square is divided. We find that this dramatically alters predictions: the probability for any closed universe is either nearly 1, or exactly 1. That is, in the Hilbert space of closed universes defined by the GPI, the states of interest in cosmology are all nearly parallel to the Hartle-Hawking state up to nonperturbative corrections in $$G_N^{-1}$$. We also consider a statistical interpretation of the GPI, as an average of arbitrary products of amplitudes. We find that all amplitudes are exactly 1 in this case, consistent with recent arguments that the statistical approach to the GPI with a closed boundary computes an average over one-dimensional Hilbert spaces. As an example, we illustrate the consistent evaluation of the no-boundary proposal in inflationary cosmology.
A Hawking le gustaba comparar la pregunta «¿qué había antes del Big Bang?» con «¿qué hay al sur del Polo Sur?». Si el tiempo es cerrado, ambas carecen de sentido.