Big Bang

Hemos escuchado preguntar ¿Que fue primero… el huevo o la gallina ? Un sorprendente descubrimiento ocurrido en el Siglo XX fue encontrar que efectivamente hubo un primer evento. El Big Bang, que es más un huevo que una gallina.

Durante el Big Bang, se inició la existencia tanto del universo, como del espacio, y del mismo tiempo. Hace aproximadamente quince mil millones de años sucedió el Big Bang. Porque sucedió es uno de los más grandes misterios. Lo que es razonablemente claro es que sucedió. Toda la energía y la materia actualmente presentes en el universo estaban comprimidas o concentradas en una área más reducida que el interior de un huevo; en una área como de un punto de luz. No es que toda la materia y energía estuvieran apretadas en un rincón del universo actual; sino que el universo entero, materia, energía y espacio mismo ocupaban un volumen muy pequeño.

Resulta engañoso describir a este universo como una burbuja vista desde el exterior, ya que no había exterior ni nada que contuviera la burbuja. Nada de lo que podamos conocer estuvo nunca fuera. Es mejor imaginarlo desde adentro.

El Universo se comenzó a expandir como consecuencia de la titánica explosión, cuya expansión puede aun continuar por miles de millones de años más. En una fracción de segundo se iniciaron efectos extraordinarios; y a medida que el espacio se iba estirando, la energía del universo se iba expandiendo con el espacio mismo, y se enfriaba rápidamente. Durante la explosión se produjeron gran cantidad de diminutas motas de energía que se dispersaban hacia todos lados, desarrollando variaciones en su textura, conforme se dispersaban y comenzaban a enfriarse. El universo primitivo, después de la explosión, estaba brillantemente iluminado. A medida que el tiempo transcurría , la radiación se enfrió y el espacio se volvió por primera vez oscuro, tal como es ahora.

En el primer segundo después del Big Bang las motas de energía más calientes comenzaron a convertirse en Partículas y Antipartículas mientras que las motas más frías estaban destinadas a convertirse en los primeros vacíos del espacio. Las partículas comienzan a reunirse y combinarse por la fuerza electromagnética; la mayoría de la antimateria se perdió, quedando solo materia arremolinándose en crecientes e irregulares grupos.

En un minuto creció el espacio de casi nada a un tamaño que nuestra imaginación difícilmente puede comprender. Tres minutos después de la explosión era tanto el calor que las partículas continuaban separadas. Pero a partir de ese momento comienzan a combinarse y a constituir lo que serían los núcleos de los átomos.

Se requirieron 300,000 años para que el enfriamiento permitiera a electrones acoplarse con los núcleos y formar los primeros átomos. Aproximadamente el 20 % de estos núcleos eran de tipo pesado, que se encuentra en el Helio ( número atómico 2 y peso atómico 4.002 ); y el 80 % restante eran Hidrógeno ( número atómico 1 y peso atómico 1.008 ). Los demás elementos no se formarían sino mucho después.

En ese momento había muy poco que ver suponiendo que alguien lo hubiera podido contemplar. Empezaron a crecer bolsas de gas, formando grandes nubes que se movían pesadamente, girando lentamente, haciéndose cada vez más brillantes; al final contendrían cien mil millones de puntos brillantes . Se iban formando las estructuras mayores del universo; las Galaxias. Estas a su vez se agrupaban formando cúmulos de galaxias.

A medida que el colapso gravitatorio continuaba, las primeras galaxias comenzaron a girar cada vez mas rápido. Algunas se aplanaron a lo largo del eje de rotación donde la gravedad no queda compensada por la fuerza centrífuga. Se convirtieron así en las primeras galaxias espirales, Otras con gravedad más débil o con menor rotación inicial se aplanaron muy poco y se convirtieron en las primeras galaxias elípticas

Dentro de las galaxias en nacimiento había nubes mucho más pequeñas que experimentaban también el colapso gravitatorio; las temperaturas interiores se hicieron muy elevadas, se iniciaron las reacciones termonucleares y se encendieron las primeras estrellas. Las estrellas comenzaron a brillar, y así comenzó el ciclo de vida, en que se fueron formando elementos más pesados. En la medida en que la gravedad presionaba más y más a los átomos, se comenzaron a fusionar. Primero los átomos de hidrógeno se fusionaron formando átomos de helio; después los átomos de helio se fusionaron, formando uno por uno elementos más pesados.

Algunas estrellas de gran masa, evolucionaron rápidamente, quemando su hidrógeno, y acabaron pronto sus vidas en explosiones brillantes de supernova que devolvían al espacio helio, carbono, oxigeno y elementos más pesados, para que se formaran generaciones subsiguientes de estrellas. Dependiendo del tamaño de la estrella; una vez que en ella se había formado acero, una de dos: o moría lentamente, esparciendo en el espacio sus elementos, convirtiéndose primero en una "enana blanca", y después en una enana café, como un fantasma de acero vagando en el espacio; o la estrella moría explotando en una Supernova, y creando elementos más pesados que el acero en el proceso. Estos nuevos elementos son lanzados por el espacio, hasta que son atrapados por la gravedad de un cuerpo espacial. Si se acumula suficiente materia, puede ocurrir el nacimiento de una nueva estrella; o bien se puede generar un planeta similar a la Tierra. Sí en ese planeta se presentan condiciones favorables, puede aparecer vida; como sucedió en la Tierra.

Aún hay mucha gente que se resiste a creer esta historia; pero cuando se reúnen las piezas de evidencia de los físicos de lo muy grande, así como de los físicos de lo muy pequeño, es difícil el pensar en otra posibilidad. Aceptando las razones de esta apasionante historia evolutiva; tenemos casi completo el panorama de todo; aunque muchos aspectos aún tienen que ser explicados.

Existen buenas razones para suponer que hay aún mucho más del universo pendiente de detectar. De hecho lo que podemos ver puede resultar ser menos del 10 % de todo lo que hay en el universo. La mayoría de los estudiosos del cosmos creen que el 90 % de la esencia natural del universo aún esta por ser revelada. Como si lo que hasta ahora hemos visto es solo en realidad la punta del iceberg.

¿Cómo surgió la tesis del Big Bang?

La tesis del Big Bang nos puede parecer un cuento de ciencia ficción, pero está bien fundamentada; fueron muchos los científicos que con sus cálculos y descubrimientos dieron forma a la tesis. Antes se creía que el Universo siempre había existido, y no se tenía idea de que las galaxias estubieran en movimiento.

En los años 1920’s el científico Edwin Hubble utilizando un poderoso telescopio, determinó por la luz que nos llega de las galáxias, que tienen un movimiento de expansión. O sea que todas las galaxias, incluso nuestra Vía Láctea se alejan unas de otras a velocidad extraordinaria.

En 1927 el sacerdote jesuita George Lemaitre, trabajaba como científico astrónomo en el observatorio del Vaticano. Descubrió que una consecuencia de las matemáticas de Einstein daba como resultado un universo dinámico en vez de estático.

Lemaitre determinó que si el universo esta en expansión como lo apoyaban las observaciones de Hubble, cada día sería mas grande que el día anterior. A la inversa el día de ayer era más pequeño, Debió haber un momento hace mucho, mucho tiempo, en que el universo era lo más pequeño que pudo ser.

Lemaitre calculó que el momento en que todas las galaxias y el universo estaban en su mas pequeña extensión fue hace unos quince mil millones de años. El tamaño del universo en ese momento era como el de un punto de luz; fue cuando se produjo el Big Bang.

Bibliografía.

Stephen Hawking’s Universe. The Cosmos Explained. David Filkin. Basic Books A Division of Harper Collins Publishers. 1997.

Cosmos. Carl Sagan. Editorial Planeta. 1982.