Te explicamos qué es la teoría del Big Bang y sus características. Además, las teorías del universo en expansión y del fin del universo.
¿Qué es el Big Bang?
La teoría del Big Bang sostiene que el universo se inició luego de una gran explosión hace 13.810 millones de años. Antes de esto, toda la materia que hoy existe en el universo estaba concentrada en un punto extremadamente pequeño denominado singularidad. La explosión masiva que experimentó este punto marcó el inicio de la expansión del universo.
A medida que se fue expandiendo, el universo se enfrió, lo que permitió la formación de partículas elementales, átomos, estrellas, galaxias y otros objetos cósmicos a lo largo del tiempo.
El término Big Bang fue utilizado por primera vez por el astrofísico británico Fred Hoyle durante una transmisión de radio en 1949. Aunque Hoyle era crítico de la teoría y prefería un modelo alternativo para explicar el origen del universo, usó la expresión Big Bang para referirse a la idea de una expansión repentina a partir de un estado inicial extremadamente denso y caliente. La denominación se popularizó y finalmente fue adoptada como el nombre convencional para describir el comienzo del universo.
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Características de la teoría del Big Bang
La teoría del Big Bang presenta las siguientes características:
- Es la teoría más aceptada para explicar el origen del universo.
- Propone que el universo se formó a partir de una gran explosión hace 13.810 millones de años.
- Fue nombrada así por primera vez por el estadounidense Fred Hoyle en 1949.
- Según esta teoría, los protones, electrones y neutrones fueron las primeras partículas en formarse después de la explosión.
- Las estrellas y galaxias comenzaron a formarse algunos millones de años después del Big Bang.
Origen del Big Bang
Los datos con que cuentan los científicos sugieren que la explosión que dio origen al universo ocurrió hace aproximadamente 13.810 millones de años. A esta etapa se la denomina universo primigenio. Se supone que en ese entonces las partículas tenían una energía muy alta.
En esta explosión se formaron los primeros protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones se organizaron en núcleos, mientras que los electrones, por su carga eléctrica, se organizaron en órbitas alrededor de ellos. Así se originó la materia.
La formación de estrellas y galaxias
Los astros que conocemos actualmente comenzaron a formarse luego del Big Bang. Durante mucho tiempo, se creyó que las estrellas tenían 13.250 millones de años, es decir, que habían aparecido aproximadamente 560 millones de años después del Big Bang. Sin embargo, hoy se sabe que hubo galaxias anteriores, por lo que se cree que las primeras estrellas se formaron hace más de 13.500 millones de años.
Los modelos teóricos y las observaciones de planetas alrededor de estrellas jóvenes sugieren que los planetas comienzan a formarse algunos millones de años después de la formación de la estrella que los nuclea. Por eso, se estima que el proceso de formación de planetas comenzó poco después de la aparición de las primeras estrellas.
El universo en expansión
Algunas de las evidencias que sostienen la teoría del Big Bang y la expansión del universo son:
- Paradoja de Olbers. Esta paradoja plantea la pregunta de por qué el cielo nocturno no está completamente iluminado por todas las estrellas que existen. La respuesta a esta paradoja se encuentra en la expansión del universo: si el universo se expande, las distancias entre las galaxias aumentan con el tiempo, lo que hace que su luz sea menos intensa y, por lo tanto, el cielo nocturno no esté completamente iluminado.
- Ley de Hubble. A partir de la observación, ha podido verificarse que las galaxias se alejan unas de otras. La relación velocidad-distancia descubierta por Edwin Hubble muestra que las galaxias más distantes se alejan más rápidamente, lo que es consistente con un universo en expansión.
- Homogeneidad de la distribución de la materia. Cuando se observa el universo a gran escala, puede verse que la materia (como galaxias y cúmulos de galaxias) está distribuida de manera uniforme. Esto significa que el universo parece ser igual en todas las direcciones. Esta uniformidad es coherente con la idea de que el universo se está expandiendo.
El fin del universo
La teoría más aceptada sobre el posible fin del universo es conocida como Big Freeze o Gran Congelación. Esta teoría se basa en el hecho de que nuestro universo está expandiéndose y que lo hace cada vez más rápido. La razón detrás de esta expansión acelerada es la energía oscura, una fuerza de naturaleza desconocida que empuja los cuerpos celestes a separarse.
Lo que sugiere la teoría del Big Freeze es que, a medida que las galaxias se alejen, la formación de nuevas estrellas disminuirá, y las existentes dejarán de brillar. Con menos estrellas y menos actividad, el universo se enfriará, y sin la luz y el calor de las estrellas se volverá un lugar excesivamente frío y oscuro.
Otras teorías que analizan el fin del universo tal como lo conocemos son la del Big Crunch y la del Big Rip. La teoría del Big Crunch plantea que la expansión del universo se desacelerará con el tiempo, lo que llevará a un colapso en el que el universo alcanzará un estado extremadamente denso y caliente.
Por el contrario, la teoría del Big Rip sugiere que la expansión del universo no solo persistirá, sino que se acelerará con el tiempo. Así, llegará un momento en el que las fuerzas que mantienen cohesionadas a las estructuras cósmicas serán superadas por la fuerza de la expansión. Este proceso llevará a la dispersión absoluta de todo lo que compone el universo, lo que dará lugar a un estado en el que la materia y la energía estarán infinitamente separadas.
Historia de la teoría del Big Bang
La teoría del Big Bang fue formulada por varios científicos a lo largo de la primera parte del siglo XX.
- Alexander Friedmann (1888-1925). En 1922, formuló por primera vez la teoría del universo en expansión basándose en las ecuaciones de la relatividad general de Albert Einstein, publicadas en 1915. Friedmann desarrolló modelos matemáticos que indicaban la posibilidad de un universo en expansión.
- Georges Lemaître (1894-1966). En 1927, de manera independiente y basándose en el trabajo de Einstein y De Sitter, Lemaître llegó a conclusiones similares a las de Friedmann sobre el universo en expansión. Su contribución también incluyó la noción de un “átomo primigenio” que explotó, una idea que se asemeja al concepto del Big Bang.
- Edwin Hubble (1889-1953). En 1929, proporcionó pruebas convincentes del universo en expansión mediante la observación de que las galaxias se alejan entre sí. La relación entre la velocidad de las galaxias y su distancia, conocida como la ley de Hubble, fue un paso crucial para respaldar la idea de un universo en expansión.
Sigue con:
Referencias
- European Space Agency. (2014). El universo. ESA Kids. https://www.esa.int/
- Marcos, L. (2023). Todas las teorías sobre el origen del universo. Esquire. https://www.esquire.com/
- NASA Ciencia. (2021). ¿Qué es el Big Bang?. https://spaceplace.nasa.gov/
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