¿Cómo se formó el espacio exterior?

Según la teoría del Big Bang, el Universo se originó en un estado extremadamente cálido y denso hace unos 13.8 mil millones de años y comenzó a expandirse rápidamente. Unos 380,000 años después, el Universo se había enfriado lo suficiente como para permitir que protones y electrones se combinen y formen hidrógeno, la llamada época de recombinación. Cuando esto sucedió, la materia y la energía se desacoplaron, permitiendo que los fotones viajen libremente a través del espacio. [32] El asunto que quedó después de la expansión inicial ha sufrido un colapso gravitacional para crear estrellas, galaxias y otros objetos astronómicos, dejando un profundo vacío que forma lo que ahora se llama espacio exterior. [33] Como la luz tiene una velocidad finita, esta teoría también limita el tamaño del Universo directamente observable. [32] Esto deja abierta la pregunta de si el Universo es finito o infinito.
La forma actual del Universo se ha determinado a partir de mediciones del fondo cósmico de microondas utilizando satélites como la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson. Estas observaciones indican que el Universo observable es plano, lo que significa que los fotones en caminos paralelos en un punto permanecerán paralelos a medida que viajan a través del espacio hasta el límite del Universo observable, a excepción de la gravedad local. [34] El Universo plano, combinado con la densidad de masa medida del Universo y la expansión acelerada del Universo, indica que el espacio tiene una energía de vacío distinta de cero, que se llama energía oscura. [35]
Las estimaciones colocan la densidad de energía promedio del Universo en el equivalente de 5.9 protones por metro cúbico, incluyendo energía oscura, materia oscura y materia bariónica (materia ordinaria compuesta de átomos). Los átomos representan solo el 4.6% de la densidad de energía total, o una densidad de un protón por cada cuatro metros cúbicos. [36] La densidad del universo, sin embargo, claramente no es uniforme; varía desde una densidad relativamente alta en galaxias, incluida una densidad muy alta en estructuras dentro de galaxias, como planetas, estrellas y agujeros negros, hasta condiciones en vastos huecos que tienen una densidad mucho más baja, al menos en términos de materia visible. [37] A diferencia de la materia y la materia oscura, la energía oscura parece no estar concentrada en las galaxias: aunque la energía oscura puede representar la mayoría de la energía de masa en el Universo, la influencia de la energía oscura es 5 órdenes de magnitud menor que la influencia de la gravedad de materia y materia oscura dentro de la Vía Láctea. [38]