¿Cómo empezó todo? Es una pregunta, que a lo largo de los siglos, la humanidad se ha formulado. En toda la historia, las respuestas las han intentado esclarecer desde el punto de vista de la religión. En las religiones, siempre hay un ente superior creador que ha hecho posible la vida.
Solo en las últimas décadas, la ciencia ha avanzado lo suficiente, para intentar dar respuestas al inicio del universo, hasta llegar intentar explicar nuestra creación, por métodos científicos.
Teoría del Big-Bang
En los años 20, Edwin Hubble descubrió que hay millones de galaxias en el universo y que éstas están alejándose de nosotros a velocidades enormes. Observaciones posteriores mostraron que las galaxias más lejanas se estaban alejando de nosotros con más rapidez, y que las galaxias próximas se alejaban mucho más lentamente. Esto es exactamente lo que uno esperaría ver si el universo hubiera comenzado en una explosión suprema y gigantesca: un «big bang»
Los fragmentos expulsados a más velocidad por la explosión habrían tenido tiempo de alejarse más en el espacio que los fragmentos más lentos. Hubble descubrió también que la razón entre la distancia y la velocidad de una galaxia es constante, este valor se conoce como la constante de Hubble. Esto significaba que en algún instante en el pasado (en el comienzo de todas las cosas) todas las galaxias del universo estaban amontonadas en el mismo lugar al mismo tiempo.
En el big bang, nuestro universo entero nació repentinamente cuando un solo punto, más pequeño y más caliente de lo que podemos imaginar, estalló con una tremenda furia de potencia y trascendencia inconcebibles. La idea del big bang está íntimamente relacionada con la del universo en expansión. De hecho, fue la idea del universo en expansión la que condujo a los científicos marcha atrás, por así decir, hasta el big bang.
¿Cuánto tiempo hace que tuvo lugar este atasco celeste, y la explosión que le siguió?
Un paso lógico que debió darse para que los científicos llegaran a determinar la edad del universo era medir la velocidad y la distancia de diversas galaxias. Básicamente, ellos calcularon el tiempo que debían haber necesitado las galaxias para llegar a su posición actual. Las respuestas propuestas varían algo pero no de un modo muy significativo, si se considera el enorme tamaño de las respuestas posibles. Muchos científicos coinciden en que la edad del universo está entre ocho y doce mil millones de años.
Algunos investigadores han estimado la edad de las estrellas más viejas de la Vía Láctea en catorce mil millones de años. Esto hace que los escépticos respecto a la teoría señalen la paradoja de que las estrellas más viejas podrían ser más viejas que el propio universo. Pero no hay una paradoja real: los científicos están afinando constantemente sus datos y sus teorías y con el tiempo pueden limarse las asperezas numéricas. Parte de la importancia de determinar la edad del universo reside en que los científicos utilizan dicho conocimiento para intentar comprender cómo se formaron las estrellas y las galaxias.
¿Existe alguna evidencia del big bang?
La primera evidencia importante, descubierta en 1965, fue la existencia de una radiación de microondas procedente del espacio. Si el universo nació a partir de un punto muy caliente y ha estado expandiéndose y enfriándose desde entonces, ahora debería estar a una temperatura de aproximadamente -270 grados Celsius, precisamente la temperatura de la radiación de microondas de los cuerpos celestes.
La teoría de Planck
Max Planck, 1858-1947, físico Alemán, con su teoría, explicó que pasó inmediatamente después del Big-Bang. Nadie ha podido demostrar, y ahora mismo no es posible hacerlo de ninguna forma científica, que ocurrió en el momento 0 de la creación, o que indujo la explosión. Planck con su teoría, es el que más se ha aproximado al momento 0 de la creación. No es la única versión, pero actualmente es la más aceptada por los científicos.
~10-43 segundos después del ·Big Bang (·Tiempo de Planck). En ese momento todo el ·universo observable hoy en día tendría en aquel entonces unos 10-33 cm (es decir, unas 100 trillones de veces más pequeño que un átomo), aunque ·el Universo entero bien podría ser infinito. La temperatura característica sería de unos 10elevado32 grados. La física de estos instantes es altamente especulativa. ·La gravedad empieza a ser una fuerza relevante en las ·interacciones cuánticas y una descripción de lo sucedido antes de ese instantes (cualquier cosa que eso significque) necesita de una teoría cuántica de la gravedad.
·~10-35 segundos después del ·Big Bang. Comienza un periodo de expansión exponencial conocido como ·periodo inflacionario. La temperatura característica es de unos 10 elev. 27 grados.
·~10-33 segundos después del ·Big Bang. Termina el ·periodo inflacionario. La ·energía de vacío que impulsa la expansión acelerada del universo es materializada en ·partículas subatómicas. Cada región del universo del tamaño de Planck ha aumentado vertiginosamente rápido hasta alcanzar una tamaño del orden de unos 100 cm. Las ·fluctuaciones cuánticas aleatorias producidas durante el periodo inflacionario se amplifican por la tremenda expansión creando las irregularidades inciales que que terminarán por condersar materia y formar las semillas que darían origen a las ·estructuras galácticas. La tremenda energía liberada por el cambio de estado del universo convierte la energía almacenada en el ·inflatón (campo cuántico que impulsa la expasión exponencial) en ·partículas subatómicas)
· ~10-32 s después del · Big Bang. Bariogénesis o creación de · bariones. Las reacciones de protones y · antiprotones están descompensadas a favor de los protones de tal manera que hay 100,000,001 protones por cada 100,000,000 antiprotones (y 100,000,000 fotones). La temperatura característica es del orden de 10 elevado26 millones de grados.
· ~10-11 s después del · Big Bang. Tiene lugar una transición de fase donde la · interacción electrodébil se desacopla en las · interacciones nuclear débil e · interacción electromagnética por un proceso de · ruptura espontánea de la simetría. La temperatura característica es de unos 10elevado15 millones de grados. Podemos decir que a partir de este momento se puede describir el estado del universo utilizando física estándar relativamente bien conocida.
· ~0.0001 segundos después del · Big Bang. El universo se ha enfriado hasta 10 elevado13 millones de grados. Los antiprotones · aniquilan los protones produciendo una gran cantidad de fotones por cada protón y neutrón superviviente.
· ~1 segundo después del · Big Bang la temperatura desciende hasta los 10elevado10 millones de grados. La proporción protones/neutrones es de 6 a 1. El universo ha crecido hasta algunas decenas de años luz de tamaño.
· ~100 segundos después del · Big Bang. La temperatura es de mil millones de grados. Los electrones y · positrones se aniquilan mutuamente para crear más fotones, mientras protones y neutrones se combinan formando deuterones. Casi todo los deuterones se combinan para producir núcleos de helio. El resultado final es un fracción en masa de 3/4 de núcleos de hidrógeno y 1/4 de helio, quedando sólo una fracción deuterio/hidrógeno de 30 partes por millon. La cantidad de fotones por nucleón es de unos dos mil millones.
· ~Un mes después del · Big Bang los procesos que convierten la · radiación en perfectamente térmica con un espectro de cuerpo negro se producen más lentamente que la propia expansión del universo. El · fondo cósmico de microondas mantiene información de esta época.
· ~10,000 años después del · Big Bang la temperatura ha caído hasta unos 25.000 grados. Las irregularidades producidas por la · materia oscura pueden empezar a colapsar para formar las semillas gravitatorias de las · estructuras galácticas.
· Unos 300,000 años después del Big Bang la temperatura cae hasta unos 3000 grados. Los electrones y protones se combinan formando átomos de hidrógenos y la radiación puede viajar libremente desde ese momento. La materia bariónica ordinaria (formada por protones y neutrones) puede caer hacia los cúmulos de · materia oscura. Estas irregularidades quederán plasmadas en el · fondo cósmico de microondas.
· ~100-200 millones de años después del · Big Bang se forman las primeras estrellas. · Se sintetizan los primeros elementos pesados (carbono, oxígeno, nitrógeno, silicio, magnesio y hierro) que son esparcidos por el espacio por las explosiones de estas estrellas moribundas en forma de · supernovas.
· Se empiezan a formar las galaxias como agrupamientos de materia oscura. Estrellas y gas se acumulan en estos agrupamientos.
· Se forman los · cúmulos de galaxias.
· Hace 4600 millones de años se forma el Sistema Solar y el Sol.
· Hoy en día: 12-15 mil millones de años después del · Big Bang. La temperatura típica es de 2,725 grados por encima del cero absoluto. La esfera de 10-33 cm en el · tiempo de Planck se ha convertido en una esfera que abarca unos 10elevado29 cm (unos 100,000 millones de años luz), mayor que el · universo observable .
Conclusión
Con los nuevos elementos cada día mas avanzados de observación (sobretodo el telescopio espacial Hubble) podemos mirar más lejos y por lo tanto, retroceder en el tiempo y ver como era el Universo hace miles de millones de años. De todas formas, el fondo de radiación de microondas, establecido aproximadamente 300.000 años después del Big Bang, impedirán que no podamos observacionalmente ver nada antes que ese fondo. Por lo tanto, en cierto sentido, la teoría de Planck también es un pequeño acto de fe, ya que quizás jamás llegamos a ver el punto de la creación.
para más información:
(Teorías del Big Bang)
http://www.ctv.es/USERS/telemaco2/home.html
(Teoría cuántica de Planck y biografía)
http://www.artehistoria.com/historia/personajes/6997.htm
Belgart. Barcelona. 5 Mayo 2002.