Big Bang: algún día, de algún modo, todo empezó

CIENCIA

Es inevitable para no perder la cabeza, aceptar que en algún momento, algún fenómeno de inimaginables proporciones tuvo que suceder para que se creara el universo. Qué? Cómo? Por qué? Son varias de las preguntas cuya respuesta es imposible de conocer a ciencia cierta. Pero, al menos los físicos, desarrollaron su mejor teoría para explicarlo. Más conocida con el nombre de Big Bang.

En cosmología física, la teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión es un modelo científico que trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una singularidad espaciotemporal. Técnicamente, este modelo se basa en una colección de soluciones de las ecuaciones de la relatividad general, llamados modelos de Friedmann- Lemaître - Robertson - Walker. El término "Big Bang" se utiliza tanto para referirse específicamente al momento en el que se inició la expansión observable del Universo (cuantificada en la ley de Hubble), como en un sentido más general para referirse al paradigma cosmológico que explica el origen y la evolución del mismo.

La teoría en "pocas" palabras… En el comienzo hubo una explosión que se produjo simultáneamente en todas partes, llenando desde el comienzo todo el espacio y en la que cada partícula de materia se alejó rápidamente de toda otra partícula. “Todo el espacio”, en este contexto, puede significar, o bien la totalidad de un Universo infinito, o bien la totalidad de un Universo finito que se curva sobre sí mismo como la superficie de una esfera. 

Al cabo de un centésimo de segundo aproximadamente, que es el momento más primitivo del que podemos hablar con cierta seguridad, la temperatura fue de unos cien mii millones (1011) de grados centígrados. Se trata de un calor mucho mayor aún que el de la estrella más caliente, tan grande, en verdad, que no pueden mantenerse unidos los componentes de la materia ordinaria: moléculas, átomos, ni siquiera núcleos de átomos. En cambio, la materia separada en esta explosión consistía en diversos tipos de las llamadas partículas elementales, que son el objeto de estudio de la moderna Física nuclear de altas energías.

Un tipo de partícula presente en gran cantidad era el electrón que constituye las partes exteriores de todos los átomos y moléculas del Universo actual. Otro tipo de partículas que abundaban en tiempos primitivos era el positrón, partícula de carga positiva que tiene la misma masa que el electrón.

En el Universo actual, sólo se encuentran positrones en los laboratorios de altas energías, en algunas especies de radiactividad y en los fenómenos astronómicos violentos, como los rayos cósmicos y las supernovas; pero en el Universo primitivo el número de positrones era casi exactamente igual al número de electrones. Asimismo, el Universo estaba lleno de fotones de luz. 

Hubo también una pequeña contaminación de partículas más pesadas, protones y neutrones, que en el mundo actual son los constituyentes  de los núcleos atómicas. Las proporciones eran más o menos de un protón y un neutrón por cada mil millones de electrones, positrones, neutrinos o fotones. A medida que la explosión continuaba, la temperatura fue disminuyendo, hasta llegar a los 1000 millones de grados al final  de los tres primeros minutos.

Esta temperatura fue entonces suficiente para que los protones y neutrones empezaran a formar núcleos complejos, comenzando con el núcleo del hidrógeno pesado (o deuterio), que consiste en un protón y un neutrón. La densidad era aún bastante elevada (un poco menor que la del agua), de modo que estos núcleos ligeros pudieron unirse rápidamente en el núcleo más estable del helio, que consiste en dos protones y dos neutrones.

Esta materia siguió separándose y se volvió cada vez más fría y menos densa. Mucho más tarde, después de algunos cientos de miles de años, se enfrió lo suficiente como para que los electrones se unieran a los núcleos para formar átomos de hidrógeno y de helio. El gas resultante, bajo la influencia de la gravitación, comenzaría a formar agrupamientos que finalmente se condensarían para constituir las galaxias y las estrellas del Universo actual. Pero los ingredientes con los que empezarían su vida las estrellas serian exactamente los preparados en los tres primeros minutos.

 

Historia del desarrollo de la teoría… En Monte Wilson (Los Angeles) se había construido el telescopio más potente de esa época. En él trabajaron codo a codo el astrónomo

 

Edwin Hubble y el joven Milton Humason, un curioso entusiasta que apenas había terminado su eduación media. Ambos formaron una dupla capaz de trabajar en los mejores términos. De esa asociación iba a derivar un hallazgo escalofriante, que aumentaría el vértigo que el hombre siente cuando se asoma al Cosmos.

Hubble y Humason comenzaron a observar otras galaxias y a analizar los espectros de luz procedente de éstas. Notaron con asombro que todas las galaxias distantes presentaban el llamado "corrimiento hacia el rojo". Comprobaron además que este fenómeno se acentuaba en la medida en que la galaxia observada estaba más alejada de la nuestra.

El dúo Hubble & Humason sabía que por el denominado efecto Doppler, el desplazamiento hacia el rojo en el espectro de una fuente luminosa indica que ésta se aleja del punto en que se encuentra el observador. Los datos observacionales indicaban, así, un fenómeno extraordinario: todas las galaxias se alejaban de la nuestra y las más distantes lo hacían cada vez con mayor velocidad.

-Pero ¿qué tiene la Vía Láctea que todas las demás galaxias huyen de ella? -se preguntaron entonces los dos investigadores. Luego repararon en que no había una maldición que afectara a la Vía Láctea y que si se pararan en cualquiera otra galaxia verían a las demás escapando. Es decir, todas y cada una de las galaxias escapan de todas las demás.

La explicación de este fenómeno era obvia y pavorosa. En algún momento el Universo entero explotó y actualmente la totalidad de las galaxias que lo forma, incluida la nuestra, se expanden como las esquirlas de una granada.

Pregunta del día: ¿De dónde proviene el nombre de Big Bang?

y la respuesta es...

La teoría del Big Bang debe su nombre a uno de sus más grandes opositores, el físico y matemático británico Fred Hoyle.

En marzo de 1949, el físico y matemático británico Fred Hoyle dio una charla de 20 minutos en la BBC sobre la nueva teoría cosmológica propuesta por Gamow y el cura belga Georges Lemaître. A Hoyle le parecía aberrante la idea de un universo con un origen en un tiempo determinado y defendía un cosmos estático, que siempre fue y siempre será, en el que la materia se crea lenta y constantemente.

Frente a este planteamiento, para él más razonable, contraponía unas teorías basadas en la "hipótesis de que toda la materia del universo fue creada en un gran estallido ("big bang") en un momento particular en el tiempo en un pasado remoto". Durante la charla, repitió el nombre tres veces –dicen las malas lenguas que con ánimo despectivo- creando así este nuevo término cosmológico.

Hawking fue el primero que lo utilizó en el título de un artículo científico.

Gracias Rosalia Jaramillo Cherrez por tu respuesta, espero sigas investigando!

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