Dentro de las teorías cosmológicas, la
hipótesis del Big Bang (Gran Explosión) es la que cuenta con mayor
respaldo entre los científicos. Considera que el Universo comenzó hace unos 13.700 millones de años con
una explosión colosal en la que se crearon el espacio, el tiempo, la energía y
la materia. No obstante, la
gravedad puede ser lo suficientemente fuerte, dependiendo de la cantidad de
materia del Universo, como para desacelerar el proceso expansivo. Momento a
partir del cual se impondría una contracción que llevaría al Universo a un
colapso gravitatorio o Big Crunch (Gran Implosión), desapareciendo en la
nada. A la que presumiblemente sucedería otra fase expansiva, y así indefinidamente
en una interminable serie de oscilaciones.
Formación de la Teoría
del Big Bang
El primero en señalar esta posibilidad, en 1922, fue el matemático ruso
Alexander Alexandrovich Friedmann.
Cinco años más tarde, en 1927, el astrónomo belga Georges Lemaître
elaboró sin conocer los trabajos de Friedmann un esquema similar del cosmos en
expansión. Consideró que, dado que el universo se estaba expansionando, debió
existir un momento en el pasado en que debió de ser muy pequeño y tan denso
como fuese posible, al que llamó Huevo Cósmico.
Sin embargo, fue el físico ruso-norteamericano George Gamow quien, en
los años 1930 y 1940, popularizó esta teoría a la que denominó Big Bang,
para referirse a una gran explosión inicial con la que debió haberse creado el
Universo.
Sería en mayo de 1964, cuando el físico
germano-norteamericano Arno Allan Penzias y el radioastrónomo norteamericano
Robert Woodrow Wilson, siguiendo las indicaciones de Dicke, detectaron una
radiación de fondo con las características de las predichas por Gamow,
indicando una temperatura media para el Universo de unos 3 º K. El
descubrimiento de este fondo de ondas de radio es considerado hoy en día como
la prueba concluyente en favor de la teoría del Big Bang, por lo que la
hipótesis de la
Creación Continua -o del Universo Estacionario- ha sido
prácticamente abandonada.
La Teoría del Big Bang
Atendiendo al medible corrimiento hacia el rojo (o
también efecto Doppler) que muestran las estrellas y galaxias más
lejanas de nuestro sistema en su espectro de luz, la antigüedad del Universo
está cifrada en unos 13,7 mil millones de años, según las estimaciones más
recientes.
Se considera igualmente que el Universo comenzó
como un gas muy tenue que se contrajo súbitamente tras un colapso gravitatorio
en un Huevo Cósmico, siendo instantáneamente seguido de la explosión
que entendemos como Big Bang.
Partiendo de esta consideración expansiva del
Universo, dentro de lo que se entiende como teoría del Bing Bang, caben dos
posibilidades:
-
Universo Abierto: según la cual el Universo continuará expandiéndose para siempre,
haciéndose cada vez más y más tenue, con una densidad conjunta cada vez más y
más pequeña, hasta acercarse a un vacío absoluto.
- Universo Cerrado: en virtud de la
cual la gravedad sería lo suficientemente fuerte, dependiendo de la
cantidad de materia del Universo, como para desacelerar el proceso expansivo,
llevando el índice de recesión de las galaxias hasta cero. Momento a partir del
cual se impondría una contracción que llevaría al Universo a un implosivo
colapso Big Crunch y desapareciendo en la nada. Sucediéndose de otra fase expansiva, y así
indefinidamente en una interminable serie de oscilaciones.
Evidencias Experimentales del Big Bang
Cada año que pasa, encontramos más evidencias
experimentales de que el big bang ocurrió hace aproximadamente unos catorce mil
millones de años. Para finalizar, exponemos a continuación algunos de estos
resultados.
- El hecho de que las estrellas se estén alejando de nosotros a
velocidades fantásticas ha sido verificado repetidamente:
- Mediante la distorsión del espectro de la luz estelar, lo que hemos
denominado efecto Doppler y que, en este caso, se caracteriza por el
corrimiento del espectro de luz hacia el rojo. Es decir, la luz que recibimos
de una estrella que se aleja de nosotros está desplazada hacia longitudes de
onda más largas -hacia el extremo rojo del espectro- de manera análoga a como
el pitido de un tren en movimiento suena más agudo de lo normal cuando se
acerca a nosotros y más grave cuando se aleja.
- Además según la Ley
de Hubble, formulada en 1929, cuanto más lejana está la estrella o galaxia, más
rápidamente se aleja de nosotros. Queda corroborado, por otra parte, por cuanto
que no contemplamos entre las galaxias más distantes ningún desplazamiento hacia
el azul sino hacia el rojo, lo que significa un universo en expansión y no en
contracción.
- La distribución de los elementos químicos en nuestra galaxia están en
correspondencia con la predicción de los elementos pesados en el Big Bang y en
las estrellas. Según dicha teoría, los núcleos elementales de hidrógeno se
fusionarían para dar lugar a un nuevo elemento, el helio. Los resultados
observados ratifican los cálculos de la predicción: la proporción entre el
helio y el hidrógeno en el universo está entre el 25 % del primero y el 75 % de
hidrógeno.
- Los objetos más antiguos del universo analizados tienen una edad que
ronda entre los 10.000 y los 15.000 millones de años, por lo que ninguno por el
momento rebasa la estimación dada para el Big Bang. Puesto que los materiales
radiactivos se desintegran, vía interacciones débiles, a un ritmo exactamente
conocido, es posible predecir la edad de un objeto calculando la abundancia
relativa de ciertos materiales radiactivos.
- Así mediante el Carbono-14, que se desintegra cada 5.730 años, es
posible determinar la edad de los objetos arqueológicos. Mediante
el Uranio-238, con una vida media de 4.000 millones de años, nos permite datar
las rocas lunares traídas, por ejemplo, por la misión Apolo.
- Las rocas y meteoritos más viejos encontrados en la Tierra datan de entre unos
4.000 y 5.000 millones de años, que es la edad aproximada de nuestro sistema
solar. Igualmente, por la masa de ciertas estrellas cuya evolución es conocida,
podemos demostrar que las estrellas más viejas de nuestra galaxia se remontan
alrededor de los 10.000 millones de años atrás.
- Pero quizás el más importante de todos fue el eco cósmico del Big
Bang reverberando en el Universo. Como vimos, fueron Arno Penzias y Robert
Wilson quienes consiguieron detectar la radiación de fondo de microondas
que impregna todo el universo conocido.
El resultado fue extraordinariamente ajustado en
1992 con los resultados aportados por el satélite COBE (Cosmic Background
Explorer), lanzado a finales de 1989, precisamente con el objeto de analizar
los detalles de la radiación de fondo postulada por George Gamow. Nuevamente,
en febrero de 2003, los datos obtenidos por el satélite de la NASA WMAP, relativos al
fondo cósmico de microondas y ajustando igualmente la constante de Hubble -que
relaciona las velocidades de expansión con las distancias de la galaxias- nos
dan una antigüedad para el Universo de 13.700 millones de años luz.
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