Lo que la gente normalmente conoce sobre este asunto es, con suerte, el concepto "tradicional" del Big Bang (entendido como una "extraña" explosión). Pero en realidad se tiene hoy día una teoría mucho más detallada y formal sobre qué fue exactamente lo que ocurrió hace 13.800 millones de años en el origen de nuestra realidad:

1) En el principio fue la nada...cuántica. Y como Enrique F. Borja explica en su ya tres veces mencionado libro, en ésta nada ya había algo incluso antes de "nuestro" Big Bang. En concreto lo que había eran campos cuánticos en estado de reposo absoluto (estado fundamental o de mínima energía) como los arriba descritos.

2) Como ya vimos, un campo es una sucesión infinitesimal de números colocados en cada posición del espacio que determinan su estado en ese lugar; y en los campos cuánticos esto es igual sólo que los números varían con una dinámica cuántica. Así pues, las leyes cuánticas también estaban ya ahí antes de que ocurriese el origen de todo lo que nos rodea.

3) Hoy día el modelo estándar habla de que existen muchos campos cuánticos distintos (al menos uno por cada interacción y partícula conocidas), pero en el principio todos estos campos estaban vacíos (en estado basal, sin excitación y por lo tanto sin partículas). Campos que estaban absolutamente en su estado de mínima energía, por lo que tal estado era estable y podrían haber seguido conformando esa nada cuántica eternamente.

4) Sin embargo había (y probablemente hay) un campo escalar (en los cuales un sólo número determina toda su información en cada punto infinitesimal del espacio) que no se encontraba en su estado de mínima energía. Este campo escalar denominado inflatón, de naturaleza muy similar al campo escalar de Higgs (cuya partícula asociada es el famoso bosón de Higgs), estaba en un estado metaestable -que no estable- atascado en un mínimo local (y no global).

5) Imagina como símil que estás en el campo y caes en un pequeño hoyo de 5 metros en el suelo. Tu estado de energía en ese punto es metaestable porque es un mínimo local (posees menos energía potencial dentro del pozo que fuera), pero no es un mínimo global porque fuera del pozo puede haber un hoyo de 50 metros o por ejemplo un acantilado que te lleve a nivel del mar (y por lo tanto en esos lugares poseerías aún menos energía potencial). El estado o tendencia natural es buscar siempre el estado fundamental de mínima energía global (llegar al mar), pero si te atascas en un mínimo local como ese pozo de 5 metros y no tienes energía suficiente para salir de él, pues clásicamente allí te quedas. Es decir, que si no tienes algo que te propulse fuera del pozo y tus piernas no pueden saltar tanto pues no hay modo de escapar.

6) El inflatón estaba en esa situación. Su estado energético en toda su extensión era tal que cualquier cambio o fluctuación decaía rápidamente de nuevo en el mínimo local donde se encontraba. No podía escapar del pozo local donde se encontraba. En realidad en ese momento todo era frío, inmóvil, y carente de excitaciones que se pudiesen llamar partículas. Por lo tanto no había nada...pero era una nada metaestable (y no estable), es decir; era una nada con un potencial residual para en algún momento poder ser "algo" distinto.

7) Volvamos al caso de nuestra caída en el pozo de 5 metros. No podemos escapar sin ayuda de ninguna manera. Pero imagina ahora que alguien excava un túnel que conecta directamente nuestro pozo con la ladera de una colina que conduce al mar. Un túnel muy largo y de poca pendiente. Una vez el túnel esté terminado y nos abran acceso podremos rodar lentamente (debido a la poca inclinación) por la pendiente del mismo durante un tiempo hasta llegar a la ladera para caer finalmente al mar a toda velocidad. Y justo en el momento de chocar contra el mar toda la energía cinética que hemos obtenido gracias al descenso de potencial mientras rodabamos, perturbará el agua lanzando grandes oleajes alrededor. Y cuanto más denso seamos y cuanta más velocidad llevemos mayor será la cantidad de olas que generemos al frenar con la caída.

8) El origen de nuestro Universo sufrió un proceso muy similar. El inflatón como decimos estaba atascado en un mínimo de potencial del que no podía escapar, pero recibió una ayuda...se produjo por puro azar un proceso que sólo es posible en el mundo cuántico: un tunelaje espontáneo. Grosso modo se puede decir que cuánticamente la probabilidad de que tal tunelaje tenga lugar espontáneamente aunque sea minúscula no es igual a cero. Así que dado el suficiente tiempo...el estado del inflatón escapó de su mínimo local mediante un proceso parecido al de excavar un largo túnel "fantasma" para dar lugar a una ladera fuera del potencial.

9) Pero como este tunelaje supone que la energía potencial del campo escalar disminuye, la ley de la conservación de la energía (que también es previa al Big Bang) requiere de un aumento de igual magnitud en la energía cinética (en el movimiento global). Pero claro, en ese momento no había nada que mover (no había partículas ni excitaciones ni sustancia movible alguna), por lo que tuvo que ser el propio espacio en sí el que se moviese mediante su expansión. Por lo tanto, durante todo el tiempo que tardó el inflatón en escapar de su mínimo local (es decir, en llegar al borde de la ladera) el espacio ocupado se fue al mismo tiempo expandiendo.

10) El hecho de que la pendiente del tunelaje fuese leve hizo que el inflatón rodara durante el suficiente tiempo como para que la expansión del espacio creciera exponencialmente hasta alcanzar un tamaño astronómico (proceso inflacionario). La nada microscópica se hizo así en menos de una milésima de segundo colosalmente grande: el espacio-tiempo había nacido.

11) Y tras el tunelaje y la posterior caída por la ladera hasta el final del trayecto (cuando el inflatón alcanzó un nuevo estado de energía mínima) se produjo un frenazo similar al que nosotros experimentamos en el símil anterior al caer al mar. Este frenazo del inflatón, como decimos equivalente a un gran golpe contra el mar, supuso una gran excitación sobre el resto de campos cuánticos preexistentes que hasta ese momento habían permanecidos en su estado fundamental sin partículas (sin perturbaciones).

12) El mar de electrones, por ejemplo; se vió así sacudido y de su perturbación nacieron esas ondas de propagación que nosotros entendemos como partículas (electrones en este caso); y lo mismo sucedió con el resto de campos. Miles de cientos de billones de ondas excitadas emergieron por entre todo el (ya en ese momento astronómicamente grande) espacio. Unas ondas enormemente perturbadas que por lo tanto poseían una cantidad gigantesca de energía cinética. En menos de un segundo el espacio se "llenó" en todas partes a la vez de "materia" a una temperatura tan alta que no podemos ni siquiera concebir. Ese proceso instantáneo de "llenado" (casi uniforme y por entre todo el espacio) es lo que se conoce realmente como Big Bang, pero hay que comprender que ya antes ocurrieron muy diversos procesos en este preexistente "algo" sustancial del que hemos hablado.

Conclusión) El origen de nuestro Universo se conoce con una cantidad de detalles que pocos pueden siquiera imaginar. Conocemos bastante bien lo que ha ocurrió en el mundo desde que tenía una mil millonésima de segundo hasta nuestros días, 13.800 millones de años después. Y resulta que antes del Big Bang ya había algo; ya había campos cuánticos similares e iguales a los de hoy, siendo la única diferencia el estado general energético de dichos campos. Ciertamente la ciencia no puede ir más allá y explicar la esencia de estos campos, ni tampoco la esencia de las leyes cuánticas o de las leyes de conservación que sabemos que ya existían. Simplemente sabemos que todo eso estaba ya ahí antes de que la "materia" apareciera tal y como nosotros la conocemos, y de hecho muchos sospechan que hay otros lugares donde este mismo proceso tuvo lugar de manera independiente y desconectada. De esta manera es bastante probable que el proceso inflacionario que dió lugar a nuestro mundo particular haya dado e incluso esté dando en este momento lugar al nacimiento de otros nuevos Universos individuales. Esta propuesta denominada multiverso está sobre la mesa de una manera muy seria, e incluso muchos afirman; el gran físico Leonard Susskind incluido, que podría tratarse de un proceso de creación eterna. Una eterna creación (nucleation) de mundos naciendo (decayendo) en distintos puntos del (¿infinito?) campo del inflatón.

Funte principal del artículo: http://quevidaesta2010.blogspot.com/2018/05/lo-que-la-ciencia-nos-dice-sobre-el.html