Como sabemos que o big bang não aconteceu em um universo existente?

Entendo as evidências do big bang (expansão, radiação de fundo, etc.), mas como sabemos que foi o começo do universo? Por que não poderia ter ocorrido em um universo existente, mas muito pouco povoado?

Não sabemos o que há do outro lado do Big Bang, se é que alguma coisa. A teoria do Big Bang, assim como o resto da física, é agnóstica nessa possibilidade. Durante o período após o Big Bang, o universo inteiro estava basicamente em um estado quente e denso do plasma; quaisquer sinais físicos que se propagassem de um período anterior ao Big Bang que pudessem potencialmente influenciar o presente ou nos fornecer informações de um passado anterior ao Bang seriam erradicados pelas condições extremas.

Portanto, a singularidade do Big Bang é efetivamente o começo do nosso universo, porque é efetivamente um firewall cósmico impenetrável que nos desconecta de tudo o que veio antes. Talvez haja outra sala do outro lado da parede, ou talvez seja apenas mais parede. Até que alguém invente uma teoria mais refinada ou um experimento encontre uma maneira de detectar um sinal minúsculo que de alguma forma passou, é inútil especular.

Nós não é a resposta simples.

No entanto, é difícil testar qualquer teoria desse tipo e, portanto, ela se volta na direção da metafísica.

Mas uma teoria é que a física em nossa vizinhança mudou (uma mudança de estado, muito parecida com uma mudança no estado quântico de uma molécula pode levar a uma liberação de energia como luz) e que a energia liberada causou a rápida expansão rápida do universo .

O modelo atual de cosmologia que começa com o Big Bang afirma que todas as dimensões espaciais e temporais (comprimento, largura, altura e tempo), bem como as quatro forças fundamentais, se originaram de um único ponto. Com o tempo começando com o big bang, não havia 'antes', assim como não havia para cima ou para baixo, nem gravidade ou eletromagnetismo. Não havia universo existente quando o big bang ocorreu. Aconteceu, e então o universo existiu (causalidade).

Assim, dizer que ele começou em outro universo exigiria uma hipótese diferente da do modelo cosmológico atual.

Existem muitos desafios para formular uma hipótese que possa explicar o que você está perguntando. Alguns desses desafios são como explicar as leis de conservação de massa e energia. Por exemplo - se havia um universo pré-existente "escassamente" povoado, de onde veio a massa e a energia para o nosso universo? Sempre esteve lá? Nesse caso, deve ter sido na forma de algum tipo de buraco negro. Isso deve ser evidente - podemos ter buracos negros que existem em nosso universo, com apenas a menor fração da massa total. Se TODA a massa estivesse concentrada em um só lugar, ela também existiria dentro do próprio raio de Schwarzschild. Como uma observação lateral, é um exercício comum nas aulas de astronomia da faculdade calcular qual é o raio de Schwarzschild do universo observável. Surpreendentemente,

Outra dificuldade pode ser tentar explicar um buraco negro que repentinamente se inverte e ejeta toda matéria / energia, dimensões espaciais, forças fundamentais e tempo em um universo existente. Como essa explicação exclui todos os buracos negros que existem na época atual do nosso universo?

Em resumo: não sabemos de fato que o universo que vemos hoje já não começou em um universo que estava em um estado existente. No entanto, até onde eu sei, não houve tentativas de explicar como um universo escassamente povoado poderia de repente crescer um mini-universo densamente povoado dentro dele. Quaisquer tentativas que estão por aí podem não ter ganho um público amplo o suficiente para me incluir.

Além disso, lembre-se de que, para que uma hipótese se torne teoria, ela deve ser testável. Não há como testar eventos que ocorreram antes do big bang. Portanto, não há maneira possível de testar o universo escassamente povoado sobre o qual você perguntou na sua pergunta.