El Big-bang

El Big-bang

La teoría del Big Bang (El término “big bang” fue acuñado por el físico Fred Hoyle en 1940), es el modelo cosmológico predominante para los períodos conocidos más antiguos del universo y su posterior evolución a gran escala, también llamado la Gran Explosión o ​el principio del universo, no se refiere a una explosión en un espacio ya existente, sino que designa la creación conjunta de materia, espacio y tiempo, a partir de lo que se conoce como una singularidad, es decir, un punto al que matemáticamente nos podemos acercar más y más, pero sin llegar a él. De acuerdo con el modelo cosmológico estándar, el Big Bang tuvo lugar hace unos 13 800 millones de años.

Para entenderlo, uno debe imaginarse el desarrollo del universo en expansión retrocediendo hacia el pasado. El universo se va haciendo cada vez más pequeño, pero la cantidad de materia es la misma, de manera que la densidad va aumentando, hasta llegar al punto en el que la densidad de materia y energía se hace infinita y obviamente, superior a la densidad de Planck. Esto significa que la teoría de la relatividad general carece de validez; para explicar la situación del universo en ese momento habría que recurrir a una teoría, aún desconocida, que es la gravedad cuántica, consiste en combinar la mecánica cuántica y la gravedad. De ahí que la física actual no conozca ninguna teoría generalmente aceptada capaz de explicar el universo en sus inicios ni el propio Big Bang.

Después de la explosión, un microsegundo después del Big Bang, el universo ya se había expandido (de la misma manera que al inflar un globo éste va ocupando más espacio), se enfriado lo suficiente y se formaron las primeras partículas subatómicas: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones, etcétera, hasta la más de 90 partículas conocidas hoy en día. 300.000 y 400.000 años más tarde se formaron los átomos. Mientras, debido a la gravedad de estos elementos primordiales se unieron más tarde hasta formar nubes debido a la gravedad, algunas crecieron tanto que empezaron a surgir estrellas y formaron galaxias. Incluyendo nuestra propia Vía Láctea, el sistema solar y finalmente a nosotros mismos.

Primeo la teoría tuvo su origen en 1915 con las ecuaciones de la relatividad de Albert Einstein, que entre otras cosas predicen la expiación del universo, para llegar al modelo del Big Bang, muchos científicos, han ido construyendo el camino que lleva a la génesis de esta explicación. Los trabajos de Alexander Friedman, del año 1922, y de Georges Lemaître, de 1927, utilizaron la teoría de la relatividad para demostrar que el universo estaba en movimiento constante. Poco después, en 1929, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble, descubrió galaxias más allá de la Vía Láctea que se alejaban de nosotros, como si el universo se expandiera constantemente. En 1948, el físico ucraniano nacionalizado estadounidense George Gamow, planteó que el universo se creó a partir de una gran explosión (big bang) , cuando la temperatura extremadamente alta y la densidad del Universo fusionaron partículas subatómicas en los elementos químicos. Cálculos más recientes indican que el hidrógeno y el helio habrían sido los productos primarios del Big Bang, y los elementos más pesados se produjeron más tarde, dentro de las estrellas. La teoría de Gamow, aunque elemental y luego rectificada, proporciona una base para la comprensión de los primeros estadios del Universo y su posterior evolución. Esto explica la expansión del Universo y constituye la base física de la ley de Hubble.

Según el principio cosmológico el alejamiento de las galaxias sugería que el universo está en expansión. Esta idea originó dos hipótesis opuestas. La primera era la teoría Big Bang de Lemaître, apoyada y desarrollada por George Gamow.  La segunda posibilidad era el modelo de la teoría del estado estacionario de Fred Hoyle, según la cual se genera nueva materia mientras las galaxias se alejan entre sí. En este modelo, el universo es básicamente el mismo en un momento dado en el tiempo. Durante muchos años hubo un número de adeptos similar para cada teoría. Con el paso de los años, las evidencias observacionales apoyaron la idea de que el universo evolucionó a partir de un estado denso y caliente. Desde el descubrimiento de la radiación de fondo de microondas, en 1965, muchos cosmólogos pensaban que la singularidad infinitamente densa del tiempo inicial en el modelo cosmológico de Friedman era una sobre idealización, y que el universo se contraería antes de empezar a expandirse nuevamente. Esta es la teoría de Richard Tolman de un universo oscilante. A mediados del siglo XX, tres astrofísicos británicos, Stephen Hawking, George Ellis y Roger Penrose, demostraron que esta idea no era factible y le prestaron atención a la teoría de la relatividad y sus implicaciones respecto a nuestras nociones del tiempo. En 1968 y 1979 publicaron artículos en que extendieron la teoría de la relatividad general de Einstein para incluir las mediciones del tiempo y el espacio.​ De acuerdo con sus cálculos, el tiempo y el espacio tuvieron un inicio un tiempo finito que corresponde al origen de la materia y la energía. Esto llevó a la mayoría de los cosmólogos a aceptar la teoría del Big Bang. Gran parte del trabajo actual en cosmología trata de entender cómo se formaron las galaxias en el contexto del Big Bang, comprender lo que allí ocurrió y cotejar nuevas observaciones con la teoría fundamental.

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