¿Cómo empezó el universo de la nada?
Saltar al contenido principalArchivo digital y cuatrienalSuscribirseArchivo digital y cuatrienalSuscribirseEl CÚSCULO DE LA GALAXIA es representativo de cómo era el universo cuando tenía el 60 por ciento de su edad actual. El telescopio espacial Hubble capturó la imagen enfocando el cúmulo mientras completaba 10 órbitas. Esta imagen es una de las exposiciones más largas y claras jamás producidas. Varias parejas de galaxias parecen estar atrapadas en el campo gravitatorio de la otra. Este tipo de interacciones son poco frecuentes en los cúmulos cercanos y son una prueba de que el universo está evolucionando. Anuncio
Nota del editor (10/8/19): El cosmólogo James Peebles ganó el Premio Nobel de Física 2019 por sus contribuciones a las teorías sobre cómo comenzó y evolucionó nuestro universo. Describe estas ideas en este artículo, que coescribió para Scientific American en 1994.
En un instante determinado, hace aproximadamente 15.000 millones de años, toda la materia y la energía que podemos observar, concentradas en una región más pequeña que una moneda de diez centavos, comenzaron a expandirse y a enfriarse a un ritmo increíblemente rápido. Cuando la temperatura descendió a 100 millones de veces la del núcleo del sol, las fuerzas de la naturaleza asumieron sus propiedades actuales y las partículas elementales conocidas como quarks vagaban libremente en un mar de energía. Cuando el universo se había expandido 1.000 veces más, toda la materia que podemos medir llenaba una región del tamaño del sistema solar.
¿Cómo sabemos la edad del universo
Hace unos 13.800 millones de años, el Big Bang dio origen a todo, en todas partes y en todo momento, a todo el Universo conocido. ¿Qué causó el Big Bang? ¿Qué ocurrió en el primer momento del Big Bang? ¿Cuándo se formaron las primeras estrellas?
Por un lado, el origen del Universo fue incomprensiblemente pequeño, en dimensiones mucho más diminutas que las partículas subatómicas más pequeñas conocidas, y se transformó completamente en un periodo inconmensurablemente breve, mucho más corto que cualquier escala de tiempo observable. Por otro lado, las densidades y temperaturas eran extraordinariamente grandes, superando con creces todo lo existente en el Universo actual.
Las grandes nubes de hidrógeno emiten ondas de radio a una frecuencia determinada. Los astrónomos estudian la señal para sopesar las galaxias «cercanas» y medir su movimiento en el espacio. Para estudiar la lejana edad oscura cósmica, LEDA trabaja con un radiotelescopio a medida para identificar las señales correspondientes del hidrógeno generadas al final de la edad oscura, menos de 100 millones de años después del Big Bang o menos del 1% de la edad del universo. La señal será muy, muy tenue, pero el estudio permitirá determinar cómo se formaron las primeras estructuras a gran escala del universo y las primeras estructuras a pequeña escala: estrellas y agujeros negros.
Origen de la palabra Universo
Una investigación publicada en 2015 estima que las primeras etapas de la existencia del universo tuvieron lugar hace 13.800 millones de años, con una incertidumbre de unos 21 millones de años con un nivel de confianza del 68%[1].
A efectos de este resumen, es conveniente dividir la cronología del universo, desde que se originó, en cinco partes. En general, se considera que no tiene sentido o no está claro si el tiempo existía antes de esta cronología:
El primer picosegundo (10-12) del tiempo cósmico. Incluye la época de Planck, durante la cual es posible que no se apliquen las leyes de la física actualmente establecidas; la aparición por etapas de las cuatro interacciones o fuerzas fundamentales conocidas -primero la gravitación, y más tarde las interacciones electromagnética, débil y fuerte-; y la expansión del propio espacio y el sobreenfriamiento del universo aún inmensamente caliente debido a la inflación cósmica.
Se cree que las diminutas ondulaciones del universo en esta etapa son la base de las estructuras a gran escala que se formaron mucho más tarde. Las diferentes etapas del universo primitivo se comprenden en distinta medida. Las primeras partes están fuera del alcance de los experimentos prácticos de la física de partículas, pero pueden explorarse por otros medios.
Qué causó el big bang
El eco de la creación: El siseo cósmico descubierto en 1965 por Arno Penzias (a la derecha) y Robert Wilson (a la izquierda) con su antena de bocina (al fondo) resultó ser la radiación sobrante del Big Bang.
En la década de 1920, los astrónomos descubrieron la expansión del Universo. Al retroceder, llegaron a la conclusión de que el espacio, el tiempo, la materia y la energía nacieron en lo que ahora llamamos el Big Bang, cuando las densidades y las temperaturas eran extremadamente altas. La teoría del Big Bang quedó firmemente respaldada en 1965, cuando los científicos detectaron un débil silbido de radio en longitudes de onda milimétricas. Se trataba del resplandor del Big Bang, que llamamos fondo cósmico de microondas. Observaciones recientes indican que el Big Bang se produjo hace unos 13.800 millones de años. Desde entonces, en el Universo en expansión, la materia se ha agrupado en estrellas y galaxias.