Teoría del Big Bang
¿Sabemos cuál es el origen del Universo? De momento y hasta que se conozcan más datos, la teoría más defendida es la del Big Bang, también conocida como la teoría de la gran explosión, que explica el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una singularidad espaciotemporal. Este popular término se refiere concretamente al momento en el que se inició la expansión observable del Universo, y siempre ha despertado un gran interés entre los aficionados a la astronomía, además de plantear serias dudas.
Explicado en términos más compresibles, el Big Bang constituye el momento en el que emerge toda la materia que da origen al Universo, y que en ese momento era un punto de densidad infinita, que explota dando lugar a la expansión de la materia en multitud de direcciones. Esta materia que fue lanzada en diferentes trayectorias estaba constituida por las partículas elementales, es decir electrones, positrones, mesones, bariones, neutrinos, fotones y así hasta llegar a más de 89 partículas conocidas actualmente.
Algunos científicos han hecho descubrimientos que según ellos suponen una confirmación de la veracidad de toda esta teoría del Big Bang. Y es que en opinión de ellos, a medida que se expandía el Universo, la radiación residual del Big Bang continuaba enfriándose hasta que alcanzó una temperatura de unos 270 °C. Estos rastros de radiación de fondo de microondas fueron detectados por los radioastrónomos en 1965, algo que la mayoría de los expertos ha considerado la confirmación de esta teoría.
Sin embargo, todavía existen cuestiones que siguen en el aire y sin solución, y una de ellas es si el Universo es abierto o cerrado, lo que en otras palabras quiere decir si continuará expandiéndose indefinidamente o por el contrario se volverá a contraer. Otra de la larga lista de tareas que los científicos todavía tienen pendiente resolver
.
Explicado en términos más compresibles, el Big Bang constituye el momento en el que emerge toda la materia que da origen al Universo, y que en ese momento era un punto de densidad infinita, que explota dando lugar a la expansión de la materia en multitud de direcciones. Esta materia que fue lanzada en diferentes trayectorias estaba constituida por las partículas elementales, es decir electrones, positrones, mesones, bariones, neutrinos, fotones y así hasta llegar a más de 89 partículas conocidas actualmente.
Algunos científicos han hecho descubrimientos que según ellos suponen una confirmación de la veracidad de toda esta teoría del Big Bang. Y es que en opinión de ellos, a medida que se expandía el Universo, la radiación residual del Big Bang continuaba enfriándose hasta que alcanzó una temperatura de unos 270 °C. Estos rastros de radiación de fondo de microondas fueron detectados por los radioastrónomos en 1965, algo que la mayoría de los expertos ha considerado la confirmación de esta teoría.
Sin embargo, todavía existen cuestiones que siguen en el aire y sin solución, y una de ellas es si el Universo es abierto o cerrado, lo que en otras palabras quiere decir si continuará expandiéndose indefinidamente o por el contrario se volverá a contraer. Otra de la larga lista de tareas que los científicos todavía tienen pendiente resolver
Dentro de las teorías cosmológicas, la hipótesis del Big Bang (Gran Explosión) es la que cuenta con mayor respaldo entre los científicos. Considera que el Universo comenzó hace unos 13.700 millones de años con una explosión colosal en la que se crearon el espacio, el tiempo, la energía y la materia. No obstante, la gravedad puede ser lo suficientemente fuerte, dependiendo de la cantidad de materia del Universo, como para desacelerar el proceso expansivo. Momento a partir del cual se impondría una contracción que llevaría al Universo a un colapso gravitatorio o Big Crunch (Gran Implosión), desapareciendo en la nada. A la que presumiblemente sucedería otra fase expansiva, y así indefinidamente en una interminable serie de oscilaciones.
Formación de la Teoría del Big Bang
El primero en señalar esta posibilidad, en 1922, fue el matemático ruso Alexander Alexandrovich Friedmann. Cinco años más tarde, en 1927, el astrónomo belga Georges Lemaître elaboró sin conocer los trabajos de Friedmann un esquema similar del cosmos en expansión. Consideró que, dado que el universo se estaba expansionando, debió existir un momento en el pasado en que debió de ser muy pequeño y tan denso como fuese posible, al que llamó Huevo Cósmico.
La expansión habría tenido lugar además, dado su enorme densidad y ateniéndonos a las ecuaciones de la relatividad, con una violencia super-explosiva. Los trabajos de Lemaître inicialmente pasaron inadvertidos, siendo conocidos por la labor del astrónomo inglés Arthur Stanley Eddington. Sin embargo, fue el físico ruso-norteamericano George Gamow quien, en los años 1930 y 1940, popularizó esta teoría a la que denominó Big Bang, para referirse a una gran explosión inicial con la que debió haberse creado el Universo.
Pero no completamente satisfechos, en 1948, dos astrónomos de origen austriaco, Hermann Bond y Thomas Gold, lanzaron una teoría alternativa, más tarde popularizada por el británico Fred Hoyle que, si bien aceptaba la idea de un Universo en expansión, negaba que hubiese tenido lugar en una primera y gran explosión. Consideraban que a medida que las galaxias se separaban, nuevas galaxias se formaban entre ellas, con una materia que se creaba de la nada en una proporción demasiado lenta como para ser detectada por la tecnología del momento. El resultado es que el Universo seguía siendo el mismo esencialmente a través de toda la eternidad, sin principio ni fin. Esta teoría hacía mención a una creación continuada y a la idea de un Universo en Estado Estacionario, como se vino a denominar.
Durante la década siguiente las dos teorías, tanto la del Big Bang como la hipótesis del Universo Estacionario, se debatían sin ninguna prueba satisfactoria que se inclinase en favor de una u otra. No obstante, en 1949, Gamow apuntó que, si el big bang había tenido lugar, la radiación que la acompañaría habría perdido energía a medida que el Universo se expansionaba, y debería existir en nuestro tiempo bajo al forma de una emisión de radioondas procedente de todas las partes del firmamento. Es decir, como una radiación de fondo homogénea e independientemente de la orientación que tomase el receptor de señal que se emplease. Además la radiación, como por otra parte desarrolló el físico norteamericano Robert Henry Dicke, debería presentar las características de los objetos a una temperatura de 5º K por encima del cero absoluto, unos - 268 º C.
Formación de la Teoría del Big Bang
El primero en señalar esta posibilidad, en 1922, fue el matemático ruso Alexander Alexandrovich Friedmann. Cinco años más tarde, en 1927, el astrónomo belga Georges Lemaître elaboró sin conocer los trabajos de Friedmann un esquema similar del cosmos en expansión. Consideró que, dado que el universo se estaba expansionando, debió existir un momento en el pasado en que debió de ser muy pequeño y tan denso como fuese posible, al que llamó Huevo Cósmico.
La expansión habría tenido lugar además, dado su enorme densidad y ateniéndonos a las ecuaciones de la relatividad, con una violencia super-explosiva. Los trabajos de Lemaître inicialmente pasaron inadvertidos, siendo conocidos por la labor del astrónomo inglés Arthur Stanley Eddington. Sin embargo, fue el físico ruso-norteamericano George Gamow quien, en los años 1930 y 1940, popularizó esta teoría a la que denominó Big Bang, para referirse a una gran explosión inicial con la que debió haberse creado el Universo.
Pero no completamente satisfechos, en 1948, dos astrónomos de origen austriaco, Hermann Bond y Thomas Gold, lanzaron una teoría alternativa, más tarde popularizada por el británico Fred Hoyle que, si bien aceptaba la idea de un Universo en expansión, negaba que hubiese tenido lugar en una primera y gran explosión. Consideraban que a medida que las galaxias se separaban, nuevas galaxias se formaban entre ellas, con una materia que se creaba de la nada en una proporción demasiado lenta como para ser detectada por la tecnología del momento. El resultado es que el Universo seguía siendo el mismo esencialmente a través de toda la eternidad, sin principio ni fin. Esta teoría hacía mención a una creación continuada y a la idea de un Universo en Estado Estacionario, como se vino a denominar.
Durante la década siguiente las dos teorías, tanto la del Big Bang como la hipótesis del Universo Estacionario, se debatían sin ninguna prueba satisfactoria que se inclinase en favor de una u otra. No obstante, en 1949, Gamow apuntó que, si el big bang había tenido lugar, la radiación que la acompañaría habría perdido energía a medida que el Universo se expansionaba, y debería existir en nuestro tiempo bajo al forma de una emisión de radioondas procedente de todas las partes del firmamento. Es decir, como una radiación de fondo homogénea e independientemente de la orientación que tomase el receptor de señal que se emplease. Además la radiación, como por otra parte desarrolló el físico norteamericano Robert Henry Dicke, debería presentar las características de los objetos a una temperatura de 5º K por encima del cero absoluto, unos - 268 º C.
Sería en mayo de 1964, cuando el físico germano-norteamericano Arno Allan Penzias y el radioastrónomo norteamericano Robert Woodrow Wilson, siguiendo las indicaciones de Dicke, detectaron una radiación de fondo con las características de las predichas por Gamow, indicando una temperatura media para el Universo de unos 3 º K. El descubrimiento de este fondo de ondas de radio es considerado hoy en día como la prueba concluyente en favor de la teoría del Big Bang, por lo que la hipótesis de la Creación Continua -o del Universo Estacionario- ha sido prácticamente abandonada.
La Teoría del Big Bang
Atendiendo al medible corrimiento hacia el rojo (o también efecto Doppler) que muestran las estrellas y galaxias más lejanas de nuestro sistema en su espectro de luz, la antigüedad del Universo está cifrada en unos 13,7 mil millones de años, según las estimaciones más recientes.
Se considera igualmente que el Universo comenzó como un gas muy tenue que se contrajo súbitamente tras un colapso gravitatorio en un Huevo Cósmico, siendo instantáneamente seguido de la explosión que entendemos como Big Bang.
Partiendo de esta consideración expansiva del Universo, dentro de lo que se entiende como teoría del Bing Bang, caben dos posibilidades:
- Universo Abierto: según la cual el Universo continuará expandiéndose para siempre, haciéndose cada vez más y más tenue, con una densidad conjunta cada vez más y más pequeña, hasta acercarse a un vacío absoluto.
- Universo Cerrado: en virtud de la cual la gravedad sería lo suficientemente fuerte, dependiendo de la cantidad de materia del Universo, como para desacelerar el proceso expansivo, llevando el índice de recesión de las galaxias hasta cero. Momento a partir del cual se impondría una contracción que llevaría al Universo a un implosivo colapso Big Crunch y desapareciendo en la nada. Sucediéndose de otra fase expansiva, y así indefinidamente en una interminable serie de oscilaciones.
Siguiendo con la teoría del Big Bang, en el nacimiento del espacio y, con él, del tiempo, de la energía y de la materia, podemos distinguir las siguientes fases de desarrollo:
- Intervalo de 10-43 segundos o Tiempo de Planck: toda la masa y energía del Universo se hallaba comprimida en una masa ardiente de densidad inimaginable.
- Ocupaba un espacio 10-20 veces menor que un núcleo atómico.
- Las cuatro fuerzas básicas (gravitación, electromagnetismo y fuerzas nucleares fuerte y débil) se hallaban unificadas.
- A los 10-35 segundos comenzó la Era de la Inflación: un período caracterizado por un fantástico aumento de tamaño y por una caída drástica de la temperatura.
- El Universo se hinchó hasta alcanzar al menos 1050 veces sus dimensiones originales.
- La temperatura cayó a 1028 º K
- Comienza la separación de la fuerza nuclear fuerte y la electro-débil (formada por la fuerza electromagnética y la nuclear débil).
- En la primera millonésima de segundo surge la Era Leptónica: con la que se crean las primeras partículas constitutivas de la materia.
- El universo material emergió de un estallido a la temperatura de1027 º K, para descender a los 1014 º K.
- Aparecen las partículas elementales: los quarks, leptones (electrones, neutrinos...), mesones (constituidos por pares de quarks) y los hadrones (protones y neutrones, constituidos por tríos de quarks).
A ellas, les sucederán la Era de la Radiación (que constituye los 10.000 primeros años), caracterizada por la emisión de rayos gamma producidos durante la descomposición del Deuterio o Hidrógeno pesado (además del protón del hidrógeno, contiene un neutrón), y la Era del Desacoplamiento (después de 300.000 años) entre la materia y la radiación.
La Teoría del Big Bang
Atendiendo al medible corrimiento hacia el rojo (o también efecto Doppler) que muestran las estrellas y galaxias más lejanas de nuestro sistema en su espectro de luz, la antigüedad del Universo está cifrada en unos 13,7 mil millones de años, según las estimaciones más recientes.
Se considera igualmente que el Universo comenzó como un gas muy tenue que se contrajo súbitamente tras un colapso gravitatorio en un Huevo Cósmico, siendo instantáneamente seguido de la explosión que entendemos como Big Bang.
Partiendo de esta consideración expansiva del Universo, dentro de lo que se entiende como teoría del Bing Bang, caben dos posibilidades:
- Universo Abierto: según la cual el Universo continuará expandiéndose para siempre, haciéndose cada vez más y más tenue, con una densidad conjunta cada vez más y más pequeña, hasta acercarse a un vacío absoluto.
- Universo Cerrado: en virtud de la cual la gravedad sería lo suficientemente fuerte, dependiendo de la cantidad de materia del Universo, como para desacelerar el proceso expansivo, llevando el índice de recesión de las galaxias hasta cero. Momento a partir del cual se impondría una contracción que llevaría al Universo a un implosivo colapso Big Crunch y desapareciendo en la nada. Sucediéndose de otra fase expansiva, y así indefinidamente en una interminable serie de oscilaciones.
Siguiendo con la teoría del Big Bang, en el nacimiento del espacio y, con él, del tiempo, de la energía y de la materia, podemos distinguir las siguientes fases de desarrollo:
- Intervalo de 10-43 segundos o Tiempo de Planck: toda la masa y energía del Universo se hallaba comprimida en una masa ardiente de densidad inimaginable.
- Ocupaba un espacio 10-20 veces menor que un núcleo atómico.
- Las cuatro fuerzas básicas (gravitación, electromagnetismo y fuerzas nucleares fuerte y débil) se hallaban unificadas.
- A los 10-35 segundos comenzó la Era de la Inflación: un período caracterizado por un fantástico aumento de tamaño y por una caída drástica de la temperatura.
- El Universo se hinchó hasta alcanzar al menos 1050 veces sus dimensiones originales.
- La temperatura cayó a 1028 º K
- Comienza la separación de la fuerza nuclear fuerte y la electro-débil (formada por la fuerza electromagnética y la nuclear débil).
- En la primera millonésima de segundo surge la Era Leptónica: con la que se crean las primeras partículas constitutivas de la materia.
- El universo material emergió de un estallido a la temperatura de1027 º K, para descender a los 1014 º K.
- Aparecen las partículas elementales: los quarks, leptones (electrones, neutrinos...), mesones (constituidos por pares de quarks) y los hadrones (protones y neutrones, constituidos por tríos de quarks).
A ellas, les sucederán la Era de la Radiación (que constituye los 10.000 primeros años), caracterizada por la emisión de rayos gamma producidos durante la descomposición del Deuterio o Hidrógeno pesado (además del protón del hidrógeno, contiene un neutrón), y la Era del Desacoplamiento (después de 300.000 años) entre la materia y la radiación.