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La teoría del Big Bang es un modelo cosmológico según el cuál el Universo que conocemos es fruto de la expansión del espacio-tiempo desde un estado inicial de muy alta densidad y temperatura infinitamente comprimido. Es el modelo más ampliamente aceptado en la actualidad y las evidencias observacionales que lo avalan son muy extensas.

Generalmente se ejemplifica diciendo que el Universo estada concentrado en un punto del espacio infinitamente pequeño y que explotó, de ahí que la teoría del Big Bang se conozca también como Gran explosión. Esta gran explosión sería el inicio del espacio-tiempo que predecía la teoría de la relatividad según los cálculos que Stephen Hawking, George F.R. Ellis y Roger Penrose publicaron a mediados del siglo XX.

Se estima que el Big Bang ocurrió aproximadamente hace 13800 millones de años, exactamente hace 13.799 ± 0.021 mil millones de años. La incertidumbre de 21 millones de años proviene de las mediciones del comienzo del Universo realizadas por el satélite Planck sobre la radiación de fondo de microondas1, que es la radiación remanente de la explosión del Big Bang, dentro del modelo Lambda-CDM (Lambda Cold Dark Matter). Estas mediciones concuerdan con otras mediciones y observaciones, como las realizadas por el WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe).

Expansión del Universo desde el Big Bang
Expansión del Universo desde el Big Bang

Aplicando las leyes físicas se ha conseguido reproducir la historia del Universo hasta aproximadamente 10-44 segundos después del Big Bang, la conocida como Época de Planck, nombre derivado del cronón, también conocido como tiempo de Planck, que es la menor cantidad de tiempo medible. Según la mecánica cuántica, el tiempo t de un evento no se puede determinar de forma más precisa.

Cronón o tiempo de Planck

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Dónde:

  • h es la constante de Dirac, también conocida como constante de Planck reducida
  • G es la constante de gravitación universal
  • c es la velocidad de la luz en el vacío

Pero no se ha conseguido descifrar que ocurrió más allá. En el estado inicial del Universo la densidad era tan alta que las leyes físicas conocidas fallan y se llega a una singularidad gravitacional como a la que se llega en el centro de los agujeros negros.

En la singularidad no hay espacio ni tiempo, por lo que el Universo en realidad no podía estar concentrado en un punto como se suele decir, ya que las dimensiones se originaron con el propio Big Bang.

Del mismo modo, el Universo no pudo explotar en el sentido común de la palabra; en una explosión hay propagación hacia el espacio desde un centro, pero el Big Bang es la expansión del propio espacio-tiempo. Esto quiere decir que no hay un centro y que cualquier observador verá desde su posición que el Universo se expande a su alrededor en todas en direcciones. Así ocurre en las observaciones realizadas desde la Tierra y así ocurriría en las observaciones realizadas desde cualquier otro lugar del Universo.

Que había antes o que provocó el Big Bang es una de las preguntas más importantes de la ciencia moderna. Todos los intentos de explicar la singularidad han fallado por el momento. Para algunos científicos, como Stephen Hawking, la respuesta a esas preguntas es pensar en el tiempo antes del Big Bang, lo que no sería posible pues el tiempo comienza en el Big Bang; según Hawking seria como querer ir al norte del Polo Norte.

Referencias

  1. Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters.
  2. Richard Lieu y Lloyd W. Hillman. (2003). The Phase Coherence of Light from Extragalactic Sources: Direct Evidence against First-Order Planck-Scale Fluctuations in Time and Space. The Astrophysical Journal Letters 585(2). doi: 10.1086/377121

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