Cosa si pensa che ci fosse prima del Big Bang (ovvero oltre agli attuali confini dell’universo)? Il concetto di spazio è profondamente legato al concetto di “esistenza di materia”. Com’era la concezione dello spazio prima della nascita dell’universo (ovvero lo spazio, oltre i confini dell’universo esiste) ?

Questa domanda è un invito a nozze per chiunque voglia speculare sull’origine dell’Universo.
Sarebbe molto più onesto rispondere “non abbiamo dati sufficienti, inoltre le leggi della fisica non riescono a descrivere l’Universo prima della singolarità del Big Bang, ammesso che si sia davvero verificato”.

Se però si vuole tentare l’impossibile, magari sotto forma di congettura, allora possiamo avanzare qualche considerazione.

Innanzitutto, se è vero che lo spazio-tempo ha avuto origine con il Big Bang, non ha senso porsi domande su ciò che esisteva prima (dunque in senso temporale) o altrove (in senso spaziale). Così come non ha senso chiedersi “cosa c’è oltre i confini dell’Universo attuale” dato che si definisce l’Universo come lo spazio-tempo e la materia in esso racchiusa. Se volessimo cercare di scoprire “in cosa si espande l’Universo” dovremmo uscire dal riferimento dello spazio-tempo e questo ancora una volta, non ha senso.

A proposito di materia, il lettore afferma che “il concetto di spazio è profondamente legato al concetto di esistenza di materia”. La migliore teoria attualmente a nostra disposizione circa la descrizione dello spazio-tempo è la teoria della relatività generale di Einstein, secondo la quale esistono precise relazioni matematiche fra il tensore di curvatura dello spazio-tempo e il tensore momento-energia. Tuttavia l’esistenza di spazio-tempo è indipendente dalla materia: secondo la relatività generale è perfettamente concepibile uno spazio-tempo vuoto. La meccanica quantistica ha poi raffinato questo concetto con il principio di indeterminazione, una formulazione del quale impedisce di affermare che in un punto il contenuto di energia (o materia) in un dato intervallo di tempo sia esattamente nullo. Come già detto in
una precedente risposta, è possibile che in una frazione infinitesima di tempo si “prenda a prestito” dal vuoto una quantità di energia anche elevatissima, secondo la relazione di indeterminazione

Alcuni cosmologi sostengono che il nostro Universo è nato da una tale fluttuazione del vuoto in uno spazio-tempo preesistente. Se ciò fosse vero, la risposta alla sua domanda è “prima dello spazio-tempo c’era un altro spazio-tempo, ma dopo la nascita del nostro Universo non c’è modo di comunicare con l’Universo “genitore”. Naturalmente stiamo sconfinando nella metafisica perché non c’è modo di verificare scientificamente quanto detto.