TEORIA DEL BIG BANG

Teoría del Big Bang  

La teoría del Big Bang es la principal explicación sobre cómo comenzó el universo. En su forma más simple, dice que el universo tal como lo conocemos comenzó con una singularidad infinitamente caliente e infinitamente densa, luego se infló durante los siguientes 13.8 mil millones de años hasta el cosmos que conocemos hoy.

Debido a que los instrumentos actuales no permiten a los astrónomos observar el nacimiento del universo, gran parte de lo que entendemos sobre la teoría del Big Bang proviene de fórmulas y modelos matemáticos. Sin embargo, los astrónomos pueden ver el "eco" de la expansión a través de un fenómeno conocido como fondo cósmico de microondas.

Si bien la mayoría de la comunidad astronómica acepta la teoría, hay algunos teóricos que tienen explicaciones alternativas además del Big Bang , como la inflación eterna o un universo oscilante.

Un mapa de 2013 de la radiación de fondo que quedó del Big Bang, tomado por la nave espacial Planck de la ESA, capturó la luz más antigua del universo. Esta información ayuda a los astrónomos a determinar la edad del universo. (Crédito de la imagen: ESA y Planck Collaboration).

Línea de tiempo:

Trabajando hacia atrás desde el estado actual del Universo, los científicos han teorizado que debe haberse originado en un solo punto de densidad infinita y tiempo finito que comenzó a expandirse. Después de la expansión inicial, la teoría sostiene que el Universo se enfrió lo suficiente como para permitir la formación de partículas subatómicas y luego átomos simples. Las nubes gigantes de estos elementos primordiales se fusionaron más tarde a través de la gravedad para formar estrellas y galaxias.

Todo esto comenzó hace aproximadamente 13,8 mil millones de años y, por lo tanto, se considera que es la edad del universo. A través de la prueba de principios teóricos, experimentos que involucran aceleradores de partículas y estados de alta energía, y estudios astronómicos que han observado el universo profundo, los científicos han construido una línea de tiempo de eventos que comenzaron con el Big Bang y han llevado al estado actual de evolución cósmica .

Singularidad:

También conocida como la Época de Planck (o Era de Planck), este fue el período más antiguo conocido del Universo. En este momento, toda la materia se condensó en un solo punto de densidad infinita y calor extremo. Durante este período, se cree que los efectos cuánticos de la gravedad dominaron las interacciones físicas y que ninguna otra fuerza física tuvo la misma fuerza que la gravitación.

Este período de tiempo de Planck se extiende desde el punto 0 hasta aproximadamente 10-43 segundos, y se llama así porque solo se puede medir en tiempo de Planck. Debido al calor extremo y la densidad de la materia, el estado del universo era muy inestable. Así comenzó a expandirse y enfriarse, dando lugar a la manifestación de las fuerzas fundamentales de la física.

Historia de la teoría del Big Bang:

Los primeros indicios del Big Bang se produjeron como resultado de observaciones en el espacio profundo realizadas a principios del siglo XX. En 1912, el astrónomo estadounidense Vesto Slipher realizó una serie de observaciones de galaxias espirales (que se creía que eran nebulosas) y midió su corrimiento al rojo Doppler. En casi todos los casos, se observó que las galaxias espirales se alejaban de la nuestra.

En 1922, el cosmólogo ruso Alexander Friedmann desarrolló lo que se conoce como las ecuaciones de Friedmann, que se derivaron de las ecuaciones de Einstein para la relatividad general. Contrariamente a lo que defendía Einstein en ese momento con su Constante cosmológica, el trabajo de Friedmann mostró que el universo probablemente estaba en un estado de expansión.

 

En 1924, la medición de Edwin Hubble de la gran distancia a la nebulosa espiral más cercana mostró que estos sistemas eran de hecho otras galaxias. Al mismo tiempo, Hubble comenzó a desarrollar una serie de indicadores de distancia utilizando el telescopio Hooker de 100 pulgadas (2,5 m) en el Observatorio Mount Wilson. Y en 1929, Hubble descubrió una correlación entre la distancia y la velocidad de recesión, que ahora se conoce como ley de Hubble.

Y luego, en 1927, Georges Lemaitre, un físico belga y sacerdote católico, derivó de forma independiente los mismos resultados que las ecuaciones de Friedmann y propuso que la recesión inferida de las galaxias se debía a la expansión del universo. En 1931, llevó esto más allá, sugiriendo que la expansión actual del Universo significaba que el padre retrocedía en el tiempo que uno iba, cuanto más pequeño sería el Universo. En algún momento del pasado, argumentó, toda la masa del universo se habría concentrado en un solo punto a partir del cual se originó la estructura misma del espacio y el tiempo.

Estos descubrimientos desencadenaron un debate entre los físicos durante las décadas de 1920 y 1930, y la mayoría defendió que el universo estaba en un estado estable. En este modelo, la nueva materia se crea continuamente a medida que el universo se expande, preservando así la uniformidad y densidad de la materia a lo largo del tiempo. Entre estos científicos, la idea de un Big Bang parecía más teológica que científica, y se hicieron acusaciones de parcialidad contra Lemaitre basadas en su trasfondo religioso.

Después de la Segunda Guerra Mundial, el debate llegó a un punto crítico entre los defensores del Modelo de Estado Estacionario (que había llegado a ser formalizado por el astrónomo Fred Hoyle) y los defensores de la Teoría del Big Bang, que estaba ganando popularidad. Irónicamente, fue Hoyle quien acuñó la frase "Big Bang" 

Finalmente, la evidencia observacional comenzó a favorecer al Big Bang sobre el Estado estable. El descubrimiento y la confirmación de la radiación cósmica de fondo de microondas en 1965 aseguró el Big Bang como la mejor teoría del origen y evolución del universo. Desde finales de los 60 hasta los 90, los astrónomos y cosmólogos defendieron aún mejor el Big Bang al resolver los problemas teóricos que planteó. Estos incluían artículos presentados por Stephen Hawking y otros físicos que mostraban que las singularidades eran una condición i

nicial inevitable de la relatividad general y un modelo de cosmología del Big Bang.