Cronología del Big Bang

Una Historia que Apenas Comienza

Zaira Friné Acosta Durán

Fecha: 2020-05-25


 

Luego de una épica batalla en el campo de la física, donde las puntas de lanza eran las mentes más brillantes, en 1915, el físico alemán, Albert Einstein publica la teoría de relatividad general en la cual describe a nuestro universo como un tejido de cuatro dimensiones, donde tres de ellas son la altura, anchura y profundidad, más una cuarta dimensión, el tiempo. En esta visión del universo que desafiaba todo paradigma, Einstein, describe al universo como un tejido que se deforma con la presencia de materia, de esta manera el Sol deforma el espacio-tiempo y atrapa en esta curvatura a los planetas que se precipitan de manera constante hacia el astro en trayectorias elípticas que conocemos como órbitas.

 

Einstein quitó el trono a Sir Isaac Newton al dar explicación al origen de la fuerza de gravedad. Sin embargo, el campeón alemán no aceptaba que su teoría describiera un universo en constante movimiento y expansión. Esta teoría llegó a manos de un sacerdote belga de nombre George Lemaitre quien tomó al universo en expansión y retrocediendo en el tiempo concluyó que toda la materia del universo estaría concentrada en un solo lugar del tamaño de un átomo, al que llamó “átomo primigenio”. Lemaitre sería el primer paladín en una nueva cruzada que explicaba el origen del universo. Por otro lado, en 1924, en el observatorio de Mount Wilson, California, el astrónomo norteamericano Edwin Hubble, al observar nebulosas, notó que algunas de estas se ubican fuera de nuestra galaxia y que además se mueven, alejándose las unas de las otras. En una noche, Hubble demostró que el universo en expansión es más que una teoría y que existen más galaxias.

 

Veinte años después, el astrónomo inglés Alfred Hoyle, publica en Cambridge una nueva teoría sobre la formación de átomos pesados en el núcleo de las estrellas, donde la temperatura y densidad permiten fusionar los átomos de elementos más ligeros, como hidrogeno y helio, para formar carbón o hierro, además, demuestra la formación de elementos más pesados durante la explosión de supernovas. Esta teoría de nucleosíntesis fue muy popular hasta que Hoyle tuvo que defender su castillo con una nueva teoría, el “Universo en Estado Estacionario” donde el hidrógeno y el helio siempre han existido en abundancia. El 28 de marzo de 1949, Alfred inició una campaña contra la cruzada del átomo primigenio, mofándose de dicha teoría como un evento espontaneo y sin explicación tal como una Gran Explosión (Big Bang en inglés).

 

Ese mismo año, un nuevo estandarte se alzó a favor de la cruzada de Lemaitre. El físico soviético-americano, George Gamow, publicó una nueva teoría que se apoyaba en el átomo primigenio para dar explicación a la abundancia de hidrógeno y helio. Solo en el crisol del átomo primigenio pudieron existir las condiciones de temperatura, densidad y energía para forjar los elementos primordiales. Luego de que el “Big Bang” sucediera y el universo comenzara a expandirse, la radiación generada por la formación de hidrógeno y helio se diseminaría por todo el universo, siendo posible medir su temperatura hoy en día.

 

En 1965 los ingenieros Arno Penzias y Robert Wilson, por serendipia detectaron una señal que poseía características descritas por las predicciones hechas por George Gamow, los ingenieros detectaron la radiación proveniente del “Big Bang” que hoy en día se conoce como fondo cósmico de microondas, (o radiación CMB por sus siglas en inglés).

 

Este hallazgo representaba el cáliz sagrado de la cruzada emprendida por Lemaitre, la teoría del Estado Estacionario de Hoyle fue desechada, sin embargo, la teoría de nucleosíntesis en estrellas y supernovas fue ampliamente aceptada junto con la teoría de nucleosíntesis en el “Big Bang” de George Gamow. Tiempo después, en la década de 1980, el físico norteamericano Alan Guth eliminó impurezas, pulió y añadió detalles a la teoría del “Big Bang” llamándola teoría del universo inflacionario.

 

 

El astrofísico, Craig Hogan, ha compilado, en una cronología de tres eras diferentes, la historia del universo. En la Era del Vacío, durante la época de Plank, 10-43 segundos, el átomo primigenio concentró toda la materia del universo en una amalgama de energía en la cual las 4 fuerzas fundamentales del universo, Gravedad, Electromagnetismo, y la Fuerza Nuclear Fuerte y Débil, estaban unidas en una super fuerza. La época Inflacionaria, 10-10 segundos, la gravedad se separó de esta super fuerza y permitió al universo expandirse súbitamente. La Era de la Radiación, ocurre inmediatamente después, la energía se transformó en fotones, la fuerza electromagnética se separó y la radiación CMB se originó. A continuación, se creó la Materia Bariónica, es decir, quarks y electrones con sus antipartículas respectivas. En la época Electrodébil, los quarks y electrones adquirieron masa, definiendo la diferencia entre materia y energía. La fuerza nuclear débil y fuerte se separaron.

 

En la época Fuerte, 0.0004 segundos, los quarks formaron protones y neutrones. Al transcurrir 1 segundo, los protones dominaron en número a los neutrones, lo que explica la abundancia de hidrógeno. A los 5 segundos, la materia ordinaria dominó en cantidad a la antimateria. Durante la Nucleosíntesis, 100 segundos, los neutrones se unieron con protones formando núcleos de helio, deuterio, y litio. Al mes, la energía primordial restante se transformó en los fotones que forman parte del CMB.

 

Durante la Era de la Materia, 10,000 años, la materia y la energía fueron equivalentes. A los 500,000 años, los electrones se unieron con los protones formando los primeros átomos de hidrógeno y la radiación restante se propagó libremente. Durante la Edad oscura del universo, mil millones de años, se formaron las primeras nubes de materia super masivas que eventualmente evolucionaron en estrellas, galaxias y quásares primigenios. Hoy en día, cuando el universo tiene poco más de 13 mil millones de años, el gas primordial es consumido por las estrellas formando elementos más pesados, para este tiempo casi todos los cuásares han desaparecido y la formación de nuevas galaxias se ha convertido en un fenómeno muy exótico.

 

Si bien el nombre de la teoría que da origen a nuestro universo tuvo un infortunado comienzo como una mofa despectiva, hoy en día, el título sigue siendo acuñado por la comunidad científica para referirse al origen del universo. La cruzada que inició George Lemaitre no ha terminado y se pelea con un estandarte en cuyas letras en hilos de oro se lee “Big Bang”.

 

 



Etiquetas: Big Bang,Expansión,Universo,Einstein,Lemaitre.Gamow,Hoyle,Guth

Revista Hacia El Espacio de divulgación de la ciencia y tecnología espacial de la Agencia Espacial Mexicana.




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