DESCUBRIENDO EL UNIVERSO

Teoría del Big - Bang

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El cosmos llega a una "inflación" super-rápida expandida desde el tamaño de un átomo hasta el de una toronja en una pequeña fracción de segundo

Post-inflación el universo es una sopa caliente de electrones, quarks y otras partículas

Un rápido enfriamiento del cosmos permite que los quarks se aglutinen en neutrones y protones

Todavía, demasiado caliente para formar átomos, los electrones cargados y los protones evitan que la luz brille; el universo es una niebla supercaliente

Los electrones se combinan con los protones y neutrones para formar átomos, mayormente de hidrógeno y helio. La luz puede brillar.

La gravedad hace que el hidrógeno y el  gas helio colisionen y formen las nubes gigantes que se convertirán en galaxias; pequeñas aglutinaciones de gas colisionan y forman las primeras estrellas 

A medida que las galaxias se agrupan gracias a la gravedad, las primeras estrellas mueren y dispersan elementos pesados en el espacio; éstos eventualmente, van a formar las nuevas estrellas y planetas

Inicios de la teoríaEl modelo del Big Bang se basa en la teoría de la relatividad de Albert Einstein. Alexander Friedmann propuso en 1922 unas ecuaciones que describían la evolución del universo.

En 1948, George Gamow hizo una teoría del universo partiendo de las anotaciones de Lemaître y añadiendo un

estudio sobre las condiciones y reacciones que tuvieron lugar los primeros instantes del cosmos, de esta manera desarrolla

los principios del actual modelo del Big Bang.

Estas fueron ignoradas por el resto de científicos hasta que en 1927, el sacerdote belga George

Lemaître las reutiliza para sugerir que el cosmos nace de un "átomo primordial".

En este mismo año Edwin Hubble observó que las galaxias se alejaban unas de otras como la teoría de Alexander Friedmann había predicho.

Inicios del UniversoEl modelo actual de la teoría del Big Bang explica la evolución del universo desde hace 13.700 millones de años. En el inicio toda la materia, energía, espacio físico y tiempo comenzó a expandirse desde un punto de densidad y temperatura muy elevado.

En este momento el universo estaba formado por partículas, fotones y antipartículas mezclando de forma continua a una temperatura elevada que no permitía ningún tipo de reacción química. A medida que el universo se expandía su temperatura iba bajando lo que permitió las primeras reacciones.

Instantes después del Big Bang tanto partículas como antipartículas se fueron destruyendo entre ellas mismas. Al haber más partículas se pudo crear la materia que podemos observar hoy en día.

Al finalizar el Big Bang, la temperatura era de unos 1.000 millones de grados centígrados. Los protones y neutrones comenzaron a unirse construyendo los

núcleos atómicos. La temperatura todavía era muy elevada, por lo tanto los electrones no podían unirse con los protones y neutrones para formar los átomos.

Cuando el universo tuvo 380.000 años, la temperatura llegó a los 3.000 grados centígrados. En este momento apareció la radiación cósmica de fondo, la primera luz en el cosmos.

La observación de la radiación cósmica de fondo nos muestra que en ese momento el universo era prácticamente homogéneo y sólo presentaba pequeñas

irregularidades en la distribución de la materia.

Formación de galaxias, estrellas y planetas

Cuando el cosmos tenía unos mil millones de años se originaron las primeras estructuras. Después de la aparición de la radiación cósmica de fondo, el universo sólo era una nube de gas, pero presentaba en concretas regiones una ligera densidad debido a las pequeñas irregularidades que empiezan a crearse por la atracción gravitatoria.

Con el tiempo, la contracción de cúmulos de gas formó las protogalaxias, lo que más adelante sería una galaxia completa como la Vía Láctea. Esto también se estaba produciendo a escalas más pequeñas, el gas se compactar hasta reunir las condiciones necesarias de densidad y temperatura para iniciar las reacciones de fusión y formar las primeras estrellas del universo.

En ambos casos la forma habitual que tomaron fue la de un núcleo esférico con un disco de gas y polvo alrededor. Este disco generó en alguna de las galaxias los típicos brazos espirales que también posee la nuestra. En las estrellas, este disco de gas y polvo se aumentó hasta crear los planetas como Marte, Júpiter o la Tierra.

Límites de la Teoría

Las leyes de la física que hoy en día conocemos no pueden explicarnos lo que se convirtió en el principio del tiempo. Los científicos no han encontrado aún una teoría que unifique las leyes de la mecánica cuántica, que controlan el extremadamente pequeño, con las leyes de la relatividad general, que controlan el extremadamente grande. Esto no es un problema durante la evolución del cosmos, pero si en los primeros instantes.

Nuestro conocimiento sobre el universo se detiene en la era de Planck, que representa los 10 -43 segundos iniciales del origen del universo, un tiempo muy pequeño pero que aún así es muy importante para comprender que llegar a desencadenar la expansión.

La teoría aún tiene algunas incógnitas por descubrir. Como por ejemplo, el por qué el cosmos es prácticamente homogéneo y por qué su geometría parece ser plana cuando no hay una conclusión.

El destino del UniversoEl destino del cosmos puede tener dos caminos posibles que le conducirían a un final totalmente opuesto. Con uno, la actual expansión del universo llegaría a detenerse y el cosmos se empezaría a contraerse hasta volver al punto de densidad y temperatura infinita, lo que se conoce como Big Crunch. Con la otra opción se seguiría expandiéndose hasta llegar a quedar completamente helado. El seguimiento de uno u otro destino depende de la cantidad de masa y energía que contiene el universo.

Este hecho ha originado una nueva versión del cosmos en la que se presenta dominado por una fuerza capaz de acelerar su expansión, esta es conocida por energía oscura, y también un tipo de materia llamada materia oscura.

En el año 1998 los científicos revolucionan la cosmología al descubrir que en la actualidad el universo se expande con una velocidad acelerada.

Toda la materia y energía que conocemos sólo representa un 5% de la cantidad total. Y según la nueva visión cosmológica, la expansión del cosmos no podrá detenerse, lo que hace a seguir inevitablemente el segundo destino, el de un universo completamente helado.

Prof. Guillermo Gutierrez