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Curiosidades

El Big Bang no fue en realidad el comienzo del universo

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Hace mucho, mucho tiempo, el universo comenzó como un punto infinitamente pequeño y denso llamado singularidad. Entonces, de repente, ¡BANG! En una billonésima de segundo, se expandió más rápido que la velocidad de la luz para formar el universo que conocemos hoy. Bueno, resulta que la comprensión popular de esta historia de origen cosmológico no es del todo precisa, y los científicos lo saben desde hace décadas. Probablemente no hubo singularidad, y la expansión del universo después del Big Bang sucedió a paso de tortuga en comparación con la expansión anterior. Sí, de antemano: el Big Bang no fue el comienzo del universo.

Big Bang tiene un problema?

Sin faltarle el respeto a la teoría del Big Bang: está respaldada por una gran cantidad de evidencia científica, y casi definitivamente sucedió. Esta idea, generalmente acreditada a Edwin Hubble, pero en realidad propuesta por un sacerdote y astrónomo llamado Georges LeMaître, apareció por primera vez en la década de 1920 cuando los científicos se dieron cuenta de que las galaxias más alejadas se alejaban de nosotros más rápido que las más cercanas. Eso sugiere que no son las galaxias las que se mueven, sino el universo que se está expandiendo, y si se está expandiendo, debe haber sido más pequeño en el pasado.

Si el universo se está expandiendo, la luz también se debe estirar. De hecho, esas galaxias lejanas están desplazadas hacia el rojo, lo que significa que sus longitudes de onda de luz se han extendido y se han dirigido hacia el extremo rojo del espectro electromagnético de menor energía. Pero eso también significa que todo tenía una energía aún mayor en el pasado, lo que significa una cosa: el comienzo del universo fue increíblemente caliente. Como en, demasiado caliente para que se formen átomos. También podemos ver evidencia de esto en la débil radiación súper estirada que forma el fondo cósmico de microondas.

Tenemos evidencia de muchos otros pasos en el proceso: hemos recreado la densa sopa de plasma que formó ese universo primitivo y sabemos en qué tipo de partículas debería haberse fusionado esa sopa, que resulta ser la proporción exacta de partículas que vemos en el universo hoy. Incluso hemos visto un agujero negro que existía en la época en que todo se había enfriado lo suficiente como para permitir que la luz fluyera libremente a través del universo. Todo coincide.

Excepto que hay algunas piezas frustrantes que no parecen encajar en el rompecabezas. Por un lado, la evidencia del fondo cósmico de microondas sugiere que el universo es plano, a pesar de que el Big Bang predice que el universo probablemente debería ser curvo. También existe el hecho de que todo en el universo parece tener la misma temperatura, a pesar de que algunas partes del universo están tan separadas y la edad del universo es tan joven que casi no hay posibilidad de que estas partes hayan estado en contacto otro para igualar su calor. Finalmente, la violencia del estilo Big Bang de singularidad debería haber producido partículas de energía ultraalta llamadas monopolos magnéticos, pero hasta ahora, estos no se encuentran en ninguna parte.

Pero si el universo no surgió de una singularidad, ¿qué pasó realmente? Según otra teoría llamada inflación, el universo que conocemos nació de fluctuaciones en la nada del espacio.

Explosión del universo

La teoría de la inflación se basa en algo llamado energía de vacío. Vea, incluso cuando no exista materia o radiación, como lo predice la teoría de la inflación antes del Big Bang, el vacío del espacio todavía está lleno de energía gracias a los pares de partículas cuánticas que parpadean constantemente dentro y fuera de la existencia. Esa energía hizo que el universo vacío se expandiera a una velocidad exponencial, ampliándolo por un factor de algo así como 1026 en una fracción de segundo. A medida que se expandía, las fluctuaciones en la energía del vacío dejaban desigual la estructura del espacio, con puntos aleatorios donde la densidad de energía era ligeramente más alta o ligeramente más baja que el promedio. Eventualmente, toda esa energía se descompuso en materia y radiación que existía en el estado súper caliente y aún en expansión predicho por el Big Bang.

Esto soluciona muchos de los problemas con la teoría del Big Bang en su forma original. La inflación predice un universo plano, y la velocidad a la que sucedió permite que todo termine a la misma temperatura, ya que era posible que cada punto del universo hubiera estado en contacto una vez. La inflación también dice que los monopolos magnéticos pueden haber existido antes de la expansión, pero su densidad habría caído a niveles indetectables después. Además, esas fluctuaciones en la densidad de energía del vacío explican cómo se formaron las estrellas, las galaxias y los cúmulos de galaxias. Si no fuera por esos grupos aleatorios de energía extra, la humanidad nunca habría existido.

Si su conocimiento del Big Bang comienza con una singularidad, puede ser hora de revisar esa vieja fábula. Aquí, comenzaremos: Hace mucho, mucho tiempo, antes de que existiera la materia o la radiación, la energía unida en la estructura del espacio hizo que todo se expandiera por un billón de billones de veces en menos de un abrir y cerrar de ojos. Pronto, esa energía se convirtió en materia y radiación, que finalmente se unieron en estrellas y galaxias, y el resto es historia.

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