¿Qué es el Big Bang?

Sin acceso a una máquina del tiempo, no podemos regresar para presenciar cómo comenzó el universo. Sin embargo, eso no significa que los científicos no tengan ni idea. Los físicos no necesitan una máquina del tiempo, tienen matemáticas. De hecho, con un aparato de radio analógico, usted también puede escuchar los ecos de los comienzos de nuestro universo, la teoría de la expansión que llamamos Big Bang.

Cómo obtuvo su nombre el Big Bang

A pesar del nombre, el Big Bang no fue una explosión. En cambio, fue el cambio rápido de un pequeño punto de materia en un universo vasto y en expansión. Antes del Big Bang, no había ningún universo en el que ocurriera una explosión. El Big Bang literalmente formó el espacio cuando sucedió. La pregunta obvia es ¿en qué se está expandiendo el universo? Más sobre eso más tarde. El término original para la teoría era un origen primitivo o de singularidad y fue propuesto por Georges Lemaîtrein en 1931. La principal idea opuesta se llamaba Modelo de Estado Estacionario, cuyos partidarios creían que el universo no tenía principio, sino que se remontaba en el tiempo eternamente. El físico Fred Hoyle apoyó el modelo de estado estacionario. El 28 de marzo de 1949, Hoyle concedió una entrevista en la que se refirió despectivamente al origen de la singularidad como 'esta idea del Big Bang', y luego la calificó de irracional. Sin embargo, el nombre se quedó.

halo gratis

¿Quién resolvió esto?

El modelo final del Big Bang fue construido por diferentes científicos durante décadas. Cada vez que los físicos trabajaron en su teoría, ampliaron el conocimiento. Después de que Georges Lemaîtrein publicara sus ideas en 1931, los modelos matemáticos fueron mejorados por Roger Penrose, Stephen Hawking y George F. R. Ellis en 1968 y 1970. Durante la década de 1970 hasta la de 1990, las características del modelo del Big Bang fueron caracterizando. Luego, en 1981 Alan Guth hizo un gran avance. Se dio cuenta de que hubo una época de rápida expansión en el universo temprano al que llamó inflación. Luego, en la década de 1990, los avances en la tecnología de los telescopios permitieron a los físicos medir con precisión el cosmos y encontrar las piezas finales de evidencia para el modelo del Big Bang, y han hecho el descubrimiento inesperado de que la expansión del universo se está acelerando.

Evidencia del Big Bang

Hay cuatro piezas de evidencia a veces llamadas 'pilares' que prueban el modelo del Big Bang. Expansión del universo. Mediante el uso de potentes telescopios, los científicos pueden ver que todo se está alejando de nosotros. Esto no significa que estemos en el centro del universo, significa que el espacio mismo se está expandiendo. Por lo tanto, sabemos que alguna vez fue más pequeño, y esto es compatible con el modelo Big Bang. Microondas cósmicas Las microondas son un tipo de radiación. Varios estudios han demostrado que las microondas cósmicas existen de una manera que apoya la teoría de que el universo comenzó como un pequeño punto de materia y se infló en tamaño. La imagen de arriba es una imagen del universo temprano y las microondas cósmicas.

Más evidencia del Big Bang

Nucleosíntesis de elementos Cuando el cosmos era nuevo, era principalmente hidrógeno, helio y otros elementos ligeros. Los elementos más pesados ​​se formaron más tarde dentro de las estrellas. Las ecuaciones basadas en el modelo del Big Bang predicen la cantidad de elementos ligeros con tanta precisión que los científicos lo ven como una prueba de que la teoría es correcta. Formación de galaxias Las galaxias son espirales de estrellas. Nuestro sistema solar está en el borde de la Vía Láctea, que se puede ver en las noches despejadas; este es el centro más denso de nuestra galaxia. Mediante el uso de potentes telescopios, los científicos pueden ver tan lejos que están mirando hacia atrás en el tiempo porque la luz tarda en viajar. Tenemos evidencia fotográfica de que las primeras galaxias se veían diferentes, lo que significa que el modelo de estado estable del universo es incorrecto.

Estos cuatro pilares de evidencia son la prueba más importante de que nuestro universo comenzó como un punto pequeño y extremadamente denso que se expandió rápidamente.

Primer segundo del Big Bang

Hace 13.700 millones de años comenzó el universo. Los primeros momentos tienen nombres científicos para describir lo sucedido. Cada sección es muy breve. El primero fue;

• Época de Planck de cero segundos a 10-43 segundos. Este es un método abreviado para mostrar 0.0000000000000000000000000000000000000000001 segundos. En este momento, el universo es un pequeño espectro de temperatura y masa extremas.
• Época de la Gran Unificación hasta 10-36 segundos. Se forman la gravedad y las partículas elementales.
• Época de la inflación hasta 10-32 segundos. Una rápida expansión donde el universo pasa de un área diminuta más pequeña que un alfiler al tamaño de una manzana.
• Época electrodébil hasta 10-12 segundos. Se forman partículas como el bosón de Higgs.
• Época de Quark hasta 10-6 segundos. Las partículas de quarks chocan y muchas se destruyen, pero una de cada 2.000 millones sobrevive.
• Época de Hadrones hasta 1 segundo. El universo se enfrió a un billón de grados Celsius. Se forman protones y neutrones.

El universo crece y se enfría

Durante las siguientes etapas, el universo continúa expandiéndose y enfriándose. De 1 segundo a 20 minutos, la temperatura del universo se reduce a mil millones de grados centígrados. El universo se enfrió porque estaba creciendo en tamaño porque las partículas se estaban alejando unas de otras. A esta temperatura, los protones y neutrones se combinan formando los primeros átomos de los elementos ligeros. Los elementos primarios siguen siendo los más comunes en el universo de hoy: hidrógeno, helio y litio.

Después de 300.000 años, el universo estaba a 3.000 grados. Mucho más caliente que hoy, menos 240 grados. La próxima era es la Edad Oscura que duró 150 millones de años. No hay estrellas, pero hay protones. Las partículas de protones forman la radiación cósmica que los científicos pueden ver hoy. Si sintoniza una radio en una frecuencia sin una estación, aproximadamente el 1% de la estática que escucha es esta radiación.

Formación de estrellas y galaxias

Hasta 300 millones de años después de la formación del cosmos no había luz porque no había estrellas. Las estrellas se formaron entre 300 millones y 500 millones de años después del Big Bang y continúan formándose hasta hoy. Antes de las estrellas, el cosmos era una mezcla de hidrógeno y otros gases ligeros. Los átomos no se distribuyeron uniformemente. Lentamente, con el tiempo, la gravedad acercó los átomos entre sí. Una vez que hubo una concentración suficientemente alta de hidrógeno, el calor del hidrógeno compacto inició la fusión nuclear que formó estrellas. Las estrellas se acercaron unas a otras por gravedad y formaron galaxias simples con forma ovalada.

Las primeras estrellas eran 100 veces más grandes que nuestro sol y no duraron mucho. Cuando explotaron como supernova, se crearon elementos más pesados, incluido el carbono. Esto hizo nubes de materia más densas. La materia se vio afectada por la gravedad, lo que hizo que se moviera y girara.

Forma de planetas y sistemas solares

A los ocho mil quinientos millones de años después del Big Bang, había suficiente materia y elementos más pesados ​​para formar planetas. Al igual que la formación de estrellas, la gravedad jaló átomos de elementos más pesados ​​hasta que el calor creado por la densidad de partículas inició reacciones nucleares. En lugar de producir luz quemando hidrógeno, los elementos más pesados ​​se unieron y crearon planetas rocosos y planetas gigantes gaseosos. Todos los planetas se formaron alrededor de una estrella, y la fuerza de la gravedad hace que los planetas giren y orbiten la estrella.

El universo aún se está expandiendo

Aunque la expansión del universo fue mucho más rápida poco después del Big Bang, continúa expandiéndose hoy. Los científicos alguna vez pensaron que el universo colapsaría sobre sí mismo, posiblemente iniciando un nuevo Big Bang en un ciclo repetido de creación del universo. Pero ahora los físicos han demostrado que esto no sucederá. En cambio, el universo se expandirá continuamente para siempre. En un futuro lejano, el universo se habrá expandido tanto que cada átomo estará demasiado alejado de los demás para que la gravedad los afecte. Cuando esto ocurra, no se podrán formar nuevas estrellas o planetas, y el universo se volverá frío y oscuro.

que ver pavo real

Lo que la ciencia aún no sabe

Aunque los científicos tienen una comprensión detallada de los primeros momentos y la evolución de nuestro universo, todavía existen áreas de incertidumbre. Uno de los mayores misterios es qué formó la singularidad que condujo al Big Bang. Otro es lo que existía antes de la formación del universo. Estas preguntas pueden ser incontestables, pero hay muchas teorías propuestas por físicos teóricos. Una teoría común es que hay múltiples universos, cada uno con leyes físicas ligeramente diferentes. Quizás con más investigación y estudio, descubriremos las respuestas a estos misterios.