Del Big Bang als            forats negres   

                      Jordi Pujol i Claudia Vera 

 

  Què diu la teoria del Big Bang? La teoria del Big Bang ens trata d’ explicar  l’ origen de  l’ Univers. Durant 

gairebé tot el transcurs de la història de la Física i de l'Astronomia  no hi ha 

hagut fonaments adequats, d'observació i teòrics, sobre els quals construir 

una història de l'Univers primitiu. Des de mitjans de la dècada dels 60, tot 

això ha canviat. S'ha difós l'acceptació d'una teoria sobre l'Univers primitiu 

que els astrònoms solen anomenar "el model corrent". És molt similar al 

que de vegades s'anomena la teoria del Big Bang, coneguda també com la 

Gran  Explosió,  però  complementada  amb  indicacions  molt  més 

específiques  sobre  el  contingut  de  l'Univers.  Certs  anàlisi  de  la  llum 

provinent d'estrelles  i  galàxies mostren que, en  la  immensa majoria dels 

casos, hi ha un desplaçament cap al vermell. Això pot explicar‐se suposant 

un Univers en expansió en el qual cada galàxia s'allunya de les altres, com 

si fos el resultat d'algun gènere d'explosió.  

A  mitjans  dels  anys  60,  A.  es  van  detectar  ones  de  ràdio  de  longituds 

properes als 10 cm, procedents de l'espai exterior amb una particularitat 

singular. La intensitat d'aquestes senyals era la mateixa independentment 

de la direcció en què es situés l'antena.  

Per tant, no podien ser adjudicades a cap estrella, galàxia o cos estel.lar en 

particular. 

Aquestes  microones  semblaven  omplir  tot  l'espai  i  ser  equivalents  a  la 

radiació  emesa  per  un  cos  negre  a  3K.  Els  astrofísics  teòrics  van 

comprendre  que  aquesta  "radiació  còsmica  de  fons  de  microones"  era 

compatible  amb  la  suposició  que  en  el  passat  l'Univers  era molt  dens  i 

calent.  

Al començament hi va haver una explosió. No com les que coneixem a la 

Terra, que parteixen d'un  centre definit  i  s'expandeixen  fins  abastar una 

part més o menys gran de  l'aire circumdant, sinó una explosió que es va 

produir  simultàniament  a  tot  arreu,  omplint  des  del  començament  tot 

l'espai i en la qual cada partícula de matèria es va allunyar ràpidament de 

tota una altra partícula.  "Tot  l'espai", en aquest context, pot significar, o 

bé la totalitat d'un Univers infinit, o bé la totalitat d'un Univers finit que es 

corba  sobre  si  mateix  com  la  superfície  d'una  esfera.  Cap  d'aquestes 

possibilitats és fàcil de comprendre, però això no ha de ser un obstacle, en 

l'Univers primitiu, importa poc que l'espai sigui finit o infinit. 

 

 

Segons la teoria de la relativitat general d'Einstein, el Big Bang representa 

el principi, el gran esdeveniment en el qual no només la matèria, sinó que 

també l'espai‐temps en si mateix, van començar a existir. Si bé, cap de les 

teories  clàssiques  atorguen  alguna  pista  sobre  què  hi  havia  abans  del 

«principi»,  no  obstant  això,  s'han  utilitzat  càlculs  quàntics  gravitacionals 

per tal de poder trobar els fils que condueixin a poder formar alguna idea 

sobre el moment previ a l'inici de tot.  

 

Es  sap,  que  la  relativitat  general  només  permet  descriure  a  un  naixent 

univers fins a un punt en què, les seves equacions, no faciliten l'explicació 

de matèria tan densa i calenta com la que va haver existit en les primeres 

fraccions de segon després de la creació. Per poder evitar aquesta barrera, 

i donat els coneixements amb què es compten en l'actualitat, cal recórrer 

a  eines  quàntiques  que  no  estaven  disponibles  per  Einstein  quan  va 

formular  la  seva  teoria.  Combinant  la  física  quàntica  amb  la  relativitat 

general, i molta computació, s'ha aconseguit desenvolupar alguns models 

la  idees matrius  es  remunten a  abans del  Big Bang,  a  un univers que es 

recull i que contindria una física semblant a la nostra. 

 

 Si  va  existir  un  univers  abans  del  Big bang, no podria haver estat un forat negre? 

 

La capacitat observacional amb què es compta en l'actualitat, sense tenir 

la  possibilitat  de  poder  observar  directament  a  un  forat  negre,  ens 

condueix  a  considerar  que  la  teoria  sobre  l'existència  en  l'univers 

d'aquests  objectes  sembla  que  és  una  realitat.  Ja  que  la  llum  no  pot 

escapar d'ells la matèria se'ns fa invisible. Els raigs X que s'aconsegueixen 

observant quan surten des d'aquells llocs de l'espai, on es presumeix que 

hi ha un forat negre, no procedeixen, precisament, de l'objecte en qüestió. 

Si  els  nostres  coneixements  acumulats  no  ens  haguessin  portat  a  la 

capacitat  de  deducció  amb  què  comptem  en  l'actualitat,  un  forat  negre 

ens semblaria, en  l'observació visual, com l'existència d'un espai buit. Els 

forats negres no són tan grans com sembla. 

Això  és  el  que  ens  porta  a  considerar  que  hi  hauria  d'existir  una 

significativa  concentració  màssica  generadora  d'una  gravetat  gairebé 

incommensurable  capaç  d'originar  un  estable  gran  diàmetre  orbital.  Ha 

estat  el  comportament  que  mostren  estrelles,  que  orbiten  al  voltant 

d'aquest  «espai»,  i  la  curvatura  de  la  llum  que  passa  per  les  rodalies 

d'aquest  lloc, el que ha donat  la cabuda per a acceptar  l'existència en el 

cosmos dels forats negres. 

 

 

Una supernova1 té una velocitat d'escapament menor que la velocitat de

la llum. Per tant, tant la llum produïda en l'explosió supernova com la

matèria col.lapsada són emeses lluny cap a l'espai interestel a una

velocitat superior a la d'escapament.

                                                             

1 Estel que, en un interval de temps d’uns quants dies, augmenta la seva lluminositat per mitjà d’un procés explosiu fins a un valor milions de vegades més gran que l’original, i després s’extingeix. 

No obstant això, un forat negre té una densitat màssica molt més gran

que el d'una supernova, el que implica que tant la llum com la matèria no

poden escapar del confinament gravitatori que les sotmet ja que, per

això, requeririen poder arribar a una velocitat d'escapament superior a la

velocitat de la llum, el que no els és possible d'acord a les lleis de la

física. En conseqüència, la majoria dels físics consideren, per aquesta

raó, que és impossible que un forat negre pugui explotar. Tant la matèria

i la llum unida en el seu interior quan va començar la seva existència,

com la que es embulla posteriorment, romandran en el seu interior per

sempre.

La teoria del Big Bang és la que concita a una majoria de científics per a ser 

considerada com  la més viable en  la  seva  formulació per a  la  creació de 

l'univers.  Els  forats  negres  no  podrien  ser  considerats    compatibles  amb 

aquesta teoria,  ja que, tant  la  llum, com tota la matèria que aconsegueix 

atreure  cap  al  seu  interior,  queden  atrapades.  Ara,  aquestes  emissions 

detectades de  raigs X pels observatoris  de  satèl∙lits que, precisament no 

emanen directament del  forat negre,  sinó que, del  sobreescalfament del 

gas de la corona o atmosfera que circumda l'objecte, arribant al rang que 

es requereix per a una emissió de raigs X altament energètics. 

Ara bé, el mètode al qual concorren els astrònoms per poder efectuar les 

estimacions  dels  mesuraments  dels  forats  negres,  és  el  d'examinar  les 

emissions  de  raigs  X  que  es  detecten,  juntament  amb  la  influència 

gravitacional d'un forat a la galàxia on es presumeix que resideix.