Así que he investigado un poco más sobre esta cuestión y el resultado que encontré es bastante sorprendente. Realmente no hay una definición establecida. Algunos cosmólogos le dirán (como mencionó John Rennie) que evite usar el término "Big Bang" a menos que sea absolutamente necesario. Sin embargo, ese es un lujo que no todos los cosmólogos tienen.

Lo más sorprendente es que entre los cosmólogos que no pueden evitar usar el término, todavía no hay consenso y nadie habla nunca de cómo hay dos definiciones que se utilizan casi por igual . Me he enfrentado a varios cosmólogos de la facultad sobre esto y todos dicen lo mismo: simplemente eliges la definición que más te gusta y sigues esa. Nadie menciona su definición específica en los artículos o que existen definiciones mutuamente excluyentes, simplemente se ignora como un problema. Pero estoy despotricando, así que déjame responder formalmente la pregunta.

Hay dos definiciones válidas y son, en su mayor parte, como las definí en la pregunta. Para aquellos de nosotros que no podemos evitar utilizar "el Big Bang" en nuestro trabajo, la elección de la definición parece depender en parte del área de investigación del individuo. La mayoría de las veces, los cosmólogos inflacionarios elegirán la definición del Big Bang como la singularidad de la curvatura antes del inicio de la inflación (excepto para aquellos que estudian la inflación eterna, para quienes el período anterior al inicio de la inflación está mal definido). Los cosmólogos observacionales y aquellos que estudian el universo después de la inflación tienden a elegir la definición del Big Bang como el final de la inflación y el inicio de la era de expansión caliente y dominada por la radiación. A veces, he descubierto que esta vez se conoce como el "Big Bang caliente", que parece ser una forma bastante útil de distinguir esta definición de la de la singularidad de curvatura (que supongo que luego se llamaría el "Big Bang frío ").

Entonces, la respuesta a mi pregunta sobre cuál es la definición correcta del Big Bang es que hay dos definiciones correctas sin una forma canónica de distinguirlas. Es igualmente válido afirmar que el Big Bang ocurrió antes de la inflación que afirmar que el Big Bang ocurrió al final de la inflación. Si bien puede resultar sumamente confuso que nadie parezca reconocer esta dicotomía, la definición utilizada en una circunstancia determinada a menudo puede inferirse del contexto; los investigadores tienden a utilizar la definición que marca el comienzo de la (s) era (s) que están investigando.

El Big Bang se definió originalmente como el límite de tiempo cero de la métrica FLRW, por lo que es una construcción matemática y no principalmente algo físico. Hemos optado por aplicarlo al límite de tiempo cero del universo porque pensamos que la métrica FLRW era una buena descripción del universo, pero luego la inflación arrasó la fiesta y arruinó la diversión.

Así que si ' Vamos a utilizar la frase Big Bang en relación con el universo, en oposición a su significado puramente matemático, entonces depende de usted definir lo que significa. Como ha descubierto, actualmente no hay consenso sobre su significado.

Personalmente, evitaría usar el término a menos que se refiera específicamente a la métrica FLRW.

En mi opinión, todo depende de si se incluye la cuantificación de la gravedad o no.

El Big Bang clásico solo usa la relatividad general y soluciones de sus ecuaciones. Una singularidad tiene un significado bien definido en el enfoque clásico.

Dado que los físicos están convencidos de que el marco subyacente de la naturaleza es la mecánica cuántica, se espera que la gravedad también se cuantifique. La época inflacionaria aparece en el modelo donde se supone una cuantificación efectiva de la gravedad. La cuantificación lleva el principio de incertidumbre de Heisenberg que en efecto elimina las singularidades que aparecen en las teorías clásicas, por ejemplo, el potencial eléctrico 1 / r no crea una singularidad en la formulación de la mecánica cuántica.

Las teorías clásicas generalmente son emergentes del marco mecánico cuántico subyacente. Esto no invalida los modelos teóricos que describen con tanto éxito los datos clásicos. Simplemente limita su región de validez. El modelo del Big Bang tiene éxito en su región de validez y se modela como si hubiera una singularidad al principio porque eso es lo que dicen los datos.

Cuando los límites de la validez en la densidad de energía, se alcanzan el espacio y el tiempo de GR clásico, entonces se debe invocar QM y modelar los datos con él, que es lo que hace el modelo inflacionario. Eso no invalida el clásico BB. Todavía surgirá y se aplicará en su región de validez. Las diversas definiciones que establece se deben a esta confusión de tratar de mantener el marco clásico y QM a la vez.

Cuando aparezca un modelo sólido de gravedad cuantificada en una Teoría del Todo, estas confusiones se resolverán. Mi opinión es que el Big Bang clásico ya no está validado para las pequeñas dimensiones, y por lo tanto su singularidad, ya que el período inflacionario es validado por el fondo cósmico de microondas. Sin embargo, el comportamiento emergente en grandes dimensiones es como si existiera una singularidad al principio, por lo que en grandes dimensiones el Big Bang es válido. Es similar a la diferencia entre el átomo de hidrógeno cuánticamente y dos bolas cargadas que se atraen macroscópicamente. No hay singularidad en el átomo de hidrógeno, las dos bolas cargadas modeladas como puntos en su centro de masa tienen singularidades allí, y su comportamiento macroscópico se ajusta al modelo con singularidades.

En mi opinión, el Big Bang no se refiere a un evento distinto sino a una teoría cosmogónica en su conjunto, que "predice" (¿deberíamos decir "retrodicta"?) muchos eventos diferentes del pasado profundo. Por ejemplo, existe un término establecido como “nucleosíntesis del Big Bang” que describe una época varios segundos después del comienzo de los tiempos. El comienzo de los tiempos en sentido estricto debe denominarse rigurosamente “singularidad cosmológica”. Pero incluso los físicos profesionales no siempre distinguen los términos de forma coherente.

Volvamos a la pregunta original. La inflación ciertamente ocurre después de la singularidad cosmológica, pero antes de varios eventos importantes del Big Bang. En otras palabras, la inflación es una época opcional que puede ocurrir dentro de la era y la teoría del Big Bang.

El físico Vilenkin (muy involucrado en el desarrollo de la teoría de la inflación eterna basada en el campo), en su libro de divulgación científica "Many Worlds in One", describe la energía del campo inflatón liberándose en un baño caliente de partículas en cada uno de su número potencialmente infinito de terminaciones en los universos locales (es decir, "burbuja" o "bolsillo"), incluido el que habitamos, donde esa liberación equivale a "el" Big Bang. También se ocupa de la cuestión de la sincronización mencionada por John Rennie, esbozando una diferencia entre el tiempo "cosmológico" y el tiempo dentro de cada una de las LU, que generalmente se espera que permanezcan separadas causalmente entre sí, sin que aún se haya encontrado evidencia de lo contrario. Todo esto es similar, si no idéntico, al tratamiento que Guth le da a la relación entre el BB y la inflación, en su bien indexado libro titulado "The Inflationary Universe".

Sin embargo, con respecto a cualquier comienzo (en el tiempo cosmológico) de fenómenos tan básicos como la radiación, la conclusión a la que llegó un respondedor anterior está muy lejos de ser cierta. Vilenkin, Guth y Borde colaboraron en el Teorema de BGV: a menudo se considera que requiere un comienzo para cualquier inflación (expansión asintóticamente exponencial) que podría ser eterna en el futuro. Sin embargo, en la última (2003) revisión de su teorema, esos 3 autores incluyeron una nota al pie, en su lista de referencias al final de esa revisión, que especifica que la "inflación eterna en estado estacionario" de Aguirre y Gratton, descrita en https://arxiv.org/abs/astro-ph/0111191, es compatible con él, aunque la inflación eterna en estado estacionario definitivamente NO requiere un comienzo para el multiverso inflacionario: en esa versión de la inflación, flechas duales de tiempo se extienden en direcciones opuestas desde una superficie de Cauchy, y versiones formalmente idénticas del teorema BGV se aplican por separado en cada una de esas direcciones temporales.

¿Se define el Big Bang como antes o después de la inflación?

La palabra "definido" hace que esta sea una pregunta de opinión más que de hecho. Siempre trato de ceñirme a los hechos determinados a partir de la evidencia empírica. Pero oye ho, haré mi mejor esfuerzo.

Parece una pregunta bastante simple de responder, ¿verdad? Y si ayer me encontrara con esto, habría dado una respuesta definitiva. Pero he estado leyendo un poco mientras redactaba mi tesis y encuentro definiciones contradictorias del Big Bang.

Eso es porque hay confusión en la cosmología.

Todos están de acuerdo en que en la cosmología estándar del Big Bang, el Big Bang se define como la singularidad; el momento en el que el factor de escala llega a cero.

Muchos cosmólogos podrían estar de acuerdo con eso, pero en mi humilde opinión, es ir demasiado lejos decir que todos están de acuerdo sobre una singularidad. Una singularidad a veces denota un problema, lo que indica que una teoría ha salido mal. Creo que es posible arrojar algo de luz sobre el universo temprano pensando en la gravedad, la relatividad y los agujeros negros, y apreciando que no hay un punto central-singularidad en un agujero negro.

Está bien, pero cuando incluyes la teoría de la inflación, se vuelve un poco turbia.

La teoría de la inflación es definitivamente "un poco turbia". No el universo en expansión, la inflación. Me gusta pensar que se llega a una posición en la que la inflación es una solución a un problema que no existe.

Así que esto es lo que quiero decir con definiciones contradictorias. Como ejemplo, en The Primordial Density Perturbación de Lythe y Liddle, definen el Big Bang como el comienzo de la era de la gravedad atractiva después de la inflación.

Esa no es una definición que usaría. Por cierto, tenga en cuenta que la gravedad siempre es atractiva y que altera el movimiento de la luz y la materia a través del espacio, pero no hace que el espacio se caiga. La gran crisis no ocurrió cuando el universo era pequeño y denso, y nunca sucederá.

Sin embargo, la Cosmología moderna de Dodelson define el Big Bang como algo anterior a la inflación; utiliza efectivamente la antigua definición de que el Big Bang es el momento en que el factor de escala se acerca a cero.

Creo que es mejor, pero no del todo correcto. Es como perder el truco .

Esta contradicción es evidente en varios lugares. Al hacer una búsqueda en Google, se pueden encontrar muchas explicaciones persuasivas para ambas definiciones. Todas las definiciones coinciden en que ya no podemos definirlo como la singularidad donde a = 0. Pero cada uno tiene sentido a su manera y, por lo tanto, me siento cada vez más confundido sobre cuál es el correcto cuanto más leo.

Ninguno de ellos tiene exactamente la razón.

El argumento para el Big Bang que vendrá después es que la teoría inflacionaria diverge de la cosmología estándar del Big Bang alrededor de 10 ⁻³⁰ s.

Olvídalo. No hubo inflación.

antes de que esperáramos encontrarnos con la singularidad

Olvídese de eso también. No hubo singularidad.

cuando terminó la inflación, y que no tenemos evidencia de nada que venga antes de eso, el Big Bang ahora se define como las condiciones iniciales para el universo caliente y en expansión que se establecen por y al final de la inflación.

No hay evidencia de inflación. Pero hay confusión en la cosmología.

El argumento para el Big Bang que viene antes parece ser que la inflación sigue siendo un período en el que el factor de escala crece y, como tal, el Big Bang se puede definir como el valor más cercano a cero (que es antes de la inflación), o más , el momento más temprano cuando el factor de escala se acerca a cero. Básicamente, esto parece basarse en decir "bueno, lo definimos como el momento en el que el factor de escala era más pequeño antes de que se agregara la inflación. ¿Por qué no seguiríamos teniendo eso como definición después de agregar la inflación?"

Big bangs se asocia con cosas que se hacen más grandes. En mi humilde opinión, no tiene sentido definir el Big Bang como algo que ocurre después de que el universo se hizo mucho más grande rápidamente.

El primer argumento tiene mérito porque define el comienzo de la época en la que el universo se puede describir (prácticamente) por la cosmología estándar del Big Bang. Pero el último argumento tiene mérito debido a su simplicidad y a que utiliza el espíritu de la definición original; el factor de escala más pequeño y el momento en que la expansión del universo parece comenzar.

Si no hubiera inflación, las cosas se volverían mucho más simples, ¿no es así?

Por lo tanto, mi pregunta fundamental: ¿Qué definición es correcta? ¿Decimos que el Big Bang se produjo antes o después de la inflación?

No calcula . No hubo inflación. Sobre esa base, la segunda definición es más correcta, pero no del todo correcta. PD: Me di cuenta de tu comentario sobre el documental. Si desea consultarme , no dude en enviarme un correo electrónico a myname en btconnect dot com. Jajaja