Qué causó el Big Bang
En 1929, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble descubrió que las distancias a las galaxias lejanas eran proporcionales a sus corrimientos al rojo. El desplazamiento al rojo se produce cuando una fuente de luz se aleja de su observador: la longitud de onda aparente de la luz se estira por efecto Doppler hacia la parte roja del espectro. La observación de Hubble implicaba que las galaxias lejanas se alejaban de nosotros, ya que las más lejanas tenían las velocidades aparentes más rápidas. Si las galaxias se alejan de nosotros, razonó Hubble, en algún momento del pasado debieron estar agrupadas.
En los primeros momentos después del Big Bang, el universo era extremadamente caliente y denso. A medida que el universo se enfriaba,
Edad del universo
Línea de tiempo de la expansión métrica del espacio, donde el espacio, incluyendo las porciones hipotéticas no observables del universo, está representado en cada momento por las secciones circulares. A la izquierda, la expansión dramática se produce en la época inflacionaria; y en el centro, la expansión se acelera (concepto del artista; no a escala).
El suceso del Big Bang es una teoría física que describe cómo se expandió el universo a partir de un estado inicial de alta densidad y temperatura[1] Varios modelos cosmológicos del Big Bang explican la evolución del universo observable desde los primeros periodos conocidos hasta su posterior forma a gran escala[2][3][4] Estos modelos ofrecen una explicación completa de una amplia gama de fenómenos observados, como la abundancia de elementos ligeros, la radiación del fondo cósmico de microondas (CMB) y la estructura a gran escala. La uniformidad general del Universo, conocida como el problema de la planitud, se explica mediante la inflación cósmica: una expansión repentina y muy rápida del espacio durante los primeros momentos. Sin embargo, la física carece actualmente de una teoría de la gravedad cuántica ampliamente aceptada que pueda modelar con éxito las condiciones más tempranas del Big Bang.
Historia del universo
Aunque las condiciones inflacionarias son demasiado elevadas en energía para reproducirse en la Tierra, podemos observar sus firmas, transmitidas a lo largo de los eones por su huella en la materia relicta que aún podemos detectar de esa época.
Tras la inflación, las condiciones del universo primitivo eran todavía tan extremas que podían combinar partículas elementales en nuevas fases de la materia. A medida que el universo se expandía y enfriaba, se producían transiciones en las que la materia cambiaba de una fase a otra, como el vapor que se condensa en agua. Algunas de estas transiciones de fase pueden haber sido los acontecimientos más dramáticos de la historia cósmica, dando forma a la evolución del universo y dejando reliquias observables hoy en día. Las transiciones de fase cósmicas podrían recrearse en experimentos con aceleradores de alta energía.
Según las teorías actuales de la evolución cósmica, el universo comienza con una “singularidad inicial”, un punto en el que se rompen todas las leyes físicas conocidas. Esta singularidad produjo un universo delicadamente equilibrado, como un lápiz tan precisamente equilibrado en su punta que se mantiene erguido durante 14.000 millones de años. ¿Cómo llegó el universo a ese estado? ¿Cómo ha llegado a ser tan antiguo? ¿Por qué no se ha fragmentado aún más o no se ha derrumbado sobre sí mismo?
Línea de tiempo del nacimiento del universo
Las mejores pruebas que tenemos hoy en día indican que las primeras galaxias no empezaron a formarse hasta unos cientos de millones de años después del Big Bang. ¿Cómo eran las cosas antes de que existieran las galaxias y de que el espacio no se hubiera extendido aún de forma muy significativa? Sorprendentemente, los científicos han podido calcular con cierto detalle lo que ocurría en el universo en los primeros minutos después del Big Bang.
Este cosmólogo belga estudió teología en Malinas y matemáticas y física en la Universidad de Lovaina. Allí comenzó a explorar la expansión del universo y postuló su comienzo explosivo. De hecho, predijo la ley de Hubble dos años antes de su verificación, y fue el primero en considerar seriamente los procesos físicos por los que comenzó el universo.
En la década de 1940, los científicos sabían que la fusión del hidrógeno en helio era la fuente de energía del Sol. La fusión requiere altas temperaturas, y el universo primitivo debía estar caliente. Basándose en estas ideas, el físico estadounidense George Gamow (Figura 29.12) sugirió un universo con un tipo de comienzo diferente que implicaba la fusión nuclear en lugar de la fisión. Ralph Alpher elaboró los detalles para su tesis doctoral y los resultados se publicaron en 1948. (Gamow, que tenía un extravagante sentido del humor, decidió en el último momento añadir el nombre del físico Hans Bethe a su trabajo, de modo que los coautores de este trabajo sobre el principio de las cosas serían Alpher, Bethe y Gamow, un juego de palabras con las tres primeras letras del alfabeto griego: alfa, beta y gamma). El universo de Gamow comenzó con partículas fundamentales que formaron los elementos pesados por fusión en el Big Bang.