Todo lo que debes saber sobre la teoría de la gran explosión (Big Bang)
El comienzo del universo, conocido como Big Bang,[1][2] o Gran Explosión[nota 1] en español,[4] se refiere al inicio de la materia, el espacio y el tiempo en nuestro universo, según la cosmología.[5] El término fue acuñado como una burla por el astrofísico Fred Hoyle.[6][7][8][9] En un principio, también fue llamado átomo primordial o huevo cósmico por el astrofísico y sacerdote Georges Lemaître.[10][11][12] Según el modelo cosmológico estándar, el Big Bang ocurrió hace unos 13.800 millones de años.[13] Cabe destacar que este modelo no intenta explicar la causa del Big Bang en sí, sino la evolución temprana del universo, abarcando un rango temporal desde un tiempo de Planck (alrededor de 10−43 segundos) después del Big Bang hasta entre 300.000 y 400.000 años más tarde, cuando los átomos empezaron a estabilizarse y el universo se volvió transparente.[14][15][16] Una gran cantidad de pruebas empíricas respaldan fuertemente el Big Bang, lo que lo hace universalmente asumido y aceptado.[17]
Relevancia de la Cosmogénesis del Big Bang
La cuna de las teorías cosmológicasLa humanidad siempre ha sido curiosa y buscadora de respuestas a los grandes enigmas de la existencia. Una de esas preguntas es la del origen del Universo y nuestro papel en él. Por ello, los modelos cosmológicos son fundamentales en nuestra cultura para intentar comprenderlo todo.
La Teoría del Big Bang y su impactoEntre todas las teorías planteadas, destaca la Teoría del Big Bang como la más fiable y respaldada por evidencias científicas. Basada en la expansión del Universo, ha sido la que ha obtenido mejores resultados en la historia de la ciencia.
El genio de Einstein y su legadoEn la construcción de la Teoría del Big Bang han influido también los trabajos pioneros de Albert Einstein y otros eminentes científicos. Sus contribuciones revolucionarias se han fusionado en esta teoría, formando un sólido y coherente modelo de nuestro origen.
Introduccióneditar
La teoría científica conocida como "big bang" debe su nombre al astrónomo inglés Fred Hoyle, quien, aunque fue un fuerte opositor de esta teoría, acuñó el término para describir el fenómeno. Según él, el modelo descrito se trataba simplemente de una "gran explosión", ya que creía en la teoría del estado estacionario. Sin embargo, recientes hallazgos de satélites como el COBE han confirmado las evidencias de la expansión inicial del universo.
El Big Bang se basa en la combinación de la teoría de la relatividad general y las observaciones de la distribución homogénea de galaxias en el universo. Esto permite deducir las condiciones del universo en épocas anteriores o posteriores.
Una de las principales conclusiones de esta teoría es que en el pasado, el universo tenía una temperatura y una densidad mucho mayores a las que tiene en la actualidad. Por lo tanto, las condiciones actuales son muy diferentes a las del pasado. En 1948, el científico George Gamow predijo la existencia de la radiación de fondo de microondas, un fenómeno que posteriormente sería demostrado.
La explicación detrás del origen del Universo Concepto y Mecanismos del Big Bang
La Teoría del Big Bang, también conocida como Teoría de la Gran Explosión, es el modelo cosmológico más aceptado en la comunidad científica actual. Se trata de la explicación más ampliamente aceptada del origen del Universo.
Su nombre, "big bang", proviene del significado en inglés de "gran explosión". Esta teoría propone un origen que radica en un estado inicial de altísima densidad y temperatura, concentrado en un punto mínimo. Según esta teoría, las enormes fuerzas en su interior provocaron una explosión gigantesca que dio lugar al universo, al tiempo y al espacio (o espacio-tiempo, como sugiere la física contemporánea).
De acuerdo con la Teoría del Big Bang, el universo se encuentra en un proceso de expansión continua. Esta idea, apoyada por múltiples observaciones astronómicas, proporcionan evidencias del evento inicial que dio comienzo al universo hace aproximadamente 13.800 millones de años.
Ilimitado o limitado Espacio continuo o restringido
Actualmente, uno de los grandes enigmas en el campo científico es determinar si el Universo en expansión es abierto o cerrado, lo que implica si continuará su expansión indefinidamente o si se contraerá en algún momento.
Para resolver esta incógnita, se busca determinar si la densidad media de la materia en el Universo es mayor o menor que el valor crítico estipulado en el modelo de Friedmann. Una forma de hacerlo es a través de la medición de la masa de las galaxias observando el movimiento de sus estrellas. Sin embargo, al multiplicar esa masa por el número de galaxias, se obtiene una densidad que solo alcanza entre el 5% y el 10% del valor crítico establecido.
Otro método es medir la masa de los cúmulos de galaxias, de forma similar, a través del movimiento de las galaxias que los componen. Al multiplicar esta masa por el número de cúmulos, se obtiene una densidad que es aún menor en comparación con el valor crítico.
Esto sugiere la existencia de materia invisible, conocida como materia oscura, dentro de los cúmulos de galaxias, aunque fuera de las galaxias visibles. Hasta que se logre comprender el fenómeno de esta masa oculta, este método para determinar el destino del Universo carecerá de solidez y credibilidad.
Progresión de su desarrollo teóricoeditar
El camino hacia el modelo del Big Bang fue construido por muchos científicos a través de diversos estudios. Los trabajos de Alexander Friedman en 1922 y Georges Lemaître en 1927, utilizando la teoría de la relatividad, demostraron el constante movimiento del universo. Edwin Hubble, un astrónomo estadounidense, hizo un descubrimiento en 1929 que apoyaba esta teoría: galaxias fuera de la Vía Láctea se alejaban constantemente. Luego, en 1948, George Gamow planteó la idea de un universo creado...
Según la teoría, un universo homogéneo e isótropo lleno de materia ordinaria podría expandirse indefinidamente o frenar su expansión lentamente, hasta producir una contracción universal. El término para el fin de esta contracción es contrario al del Big Bang: el Big Crunch o 'Gran Colapso' o un Big Rip o Gran Desgarro. Sin embargo, si el universo se encuentra en un punto crítico, podría mantenerse estable para siempre. Más recientemente, se ha comprobado que actualmente hay una expansión acelerada del universo, algo no considerado originalmente en la teoría y que ha llevado a la introducción de una hipótesis adicional de...
La teoría del Big Bang se basa en observaciones y avances teóricos. En la década de 1910, el astrónomo estadounidense Vesto Slipher y después, Carl Wilhelm Wirtz de Estrasburgo, determinaron que la mayoría de las nebulosas espirales se alejaban de la Tierra. Sin embargo, no se dieron cuenta de las implicaciones cosmológicas de esta observación ni del hecho de que estas nebulosas eran en realidad galaxias fuera de nuestra Vía Láctea.
Visión generaleditar
Michio Kaku ha señalado cierta paradoja en la denominación "big bang" (gran explosión): en cierto modo no puede haber sido grande ya que se produjo exactamente antes del surgimiento del espacio-tiempo, habría sido el mismo big bang lo que habría generado las dimensiones desde una singularidad. Y tampoco es exactamente una explosión en el sentido propio del término, ya que no se propagó fuera de sí mismo.Basándose en medidas de la expansión del universo utilizando observaciones de las supernovas tipo 1a, en función de la variación de la temperatura en diferentes escalas en la radiación de fondo de microondas y en función de la correlación de las galaxias, la edad del universo es de aproximadamente 13,7 ± 0,2 miles de millones de años. Es notable el hecho de que tres mediciones independientes sean coincidentes, lo que se considera una fuerte evidencia del llamado modelo de concordancia que describe la naturaleza detallada del universo.
En sus primeros momentos, el universo estaba lleno homogénea e isótropamente de una energía muy densa y tenía una temperatura y presión concomitantes. Se expandió y se enfrió, experimentando cambios de fase análogos a la condensación del vapor o a la congelación del agua, pero relacionados con las partículas elementales.
Evidenciaseditar
La teoría del Big Bang se ve respaldada por tres pruebas empíricas fundamentales. La primera es la ley de Hubble, que demuestra la expansión del universo y se observa en el corrimiento hacia el rojo de las galaxias. La segunda es el análisis detallado del fondo cósmico de microondas, y la tercera es la abundancia de elementos ligeros en el universo. Además, se ha comprobado que la función de correlación de la estructura a gran escala del universo encaja perfectamente con esta teoría.
Al observar galaxias y cuásares muy lejanos, se ha notado que presentan un corrimiento hacia el rojo en su luz. En otras palabras, la longitud de onda de la luz emitida se ha desplazado hacia valores más altos. Esto se puede comprobar analizando el espectro de las líneas de emisión y absorción de los elementos presentes en estos objetos. Como resultado, se nota un cambio en estas líneas, lo que se explica por la velocidad de expansión del universo y el efecto Doppler en la radiación.
Esta relación se conoce como la ley de Hubble y se expresa en la ecuación v = H0 · D, donde v es la velocidad recesional del objeto, D es su distancia, y H0 es la constante de Hubble. En 2003, el satélite WMAP estimó que esta constante es de 71 ± 4 km/s/Mpc, lo que ha sido ampliamente aceptado por la comunidad científica.
