En términos simples, ¿cuál es la evidencia que apoya la teoría del Big Bang?

Buen resumen de Cesar. Las 4 grandes áreas de apoyo para una edad finita y la emergencia de un volumen muy pequeño son:

1. 1929: expansión de las galaxias del Hubble, velocidad proporcional a la distancia y una solución de ecuaciones de relatividad general
2. 1948: nucleosíntesis cósmica en los primeros minutos y abundancia de helio, litio
3. 1960 y 70: las edades de las estrellas más antiguas combinadas con modelos de computadora detallados, son más jóvenes que el universo
4. 1965: detección de radiación reliquia cósmica de fondo de microondas

La última fue la evidencia que eliminó alternativas como el Estado estacionario. Claramente hubo una especie de Big Bang hace unos 14 mil millones de años, y ahora estamos trabajando en los detalles.

No hay ayuda para eso, sino darles los antecedentes científicos. La ciencia se trata de evidencia y teorías que explican la evidencia (y se prueban contra nueva evidencia). Si pueden entender qué es el desplazamiento al rojo y cómo funciona la curva de Hubble:
entonces el Big Bang se desprende de manera bastante natural. Estas cosas no son difíciles de explicar o verificar. La ruta que tomo depende de la persona que quiere saber, cuánto ya saben y qué técnicas pedagógicas funcionan mejor para ellos. Es solo educación, igual que con cualquier otro concepto científico. No hay magia que convenza a las personas de la ciencia, excepto la ciencia.

La verdadera pregunta, entonces, es por qué me molestaría. En realidad no me importa mucho si aceptan la teoría del Big Bang o no. No afecta sus vidas diarias. Si así fuera, ya habrían tenido que enfrentarse a él.

La única razón por la que surge es porque el Big Bang es la teoría que reemplazó un modelo obviamente ridículo que es trivial de refutar. Por razones por las que no quiero entrar (porque no puedo discutirlas cortésmente), algunas personas desean continuar proponiendo ese modelo y sacar conclusiones falsas sobre forzar su religión a otras personas. Me importa mucho que la gente no pierda mi tiempo con ese modelo.

Pero en lugar de tratar de reemplazarlo con el Big Bang, solo debería refutar ese modelo. Si realmente quieren aprender, eso no será difícil, y enseñarles los conceptos básicos de la cosmología del Big Bang también es simple, como se describió anteriormente. La evidencia se reproduce fácilmente y es muy convincente. Si no desean aprender, y en lugar de “tener poca experiencia científica” son activamente hostiles al aprendizaje de la ciencia, entonces nada de lo que he dicho les hará cambiar de opinión y el ejercicio es una pérdida de tiempo.

No entraré en detalles, pero daré un par de puntos clave que respaldan la teoría.

1. El universo se esta expandiendo
2. El fondo cósmico de microondas (CMB): la temperatura del espacio no nula corresponde a la temperatura desplazada al rojo del universo en el momento de la última dispersión, cuando el universo se reionizó temprano en su evolución.
3. El hecho de que TODO, EN TODAS PARTES se está expandiendo lejos de todo lo demás. Esto NO es como una explosión convencional. Imagine en cambio que cada átomo en una habitación explotaría simultáneamente, no sucede en un punto y se mueve hacia afuera, sucede en todas partes a la vez.
4. Mediciones de los parámetros cosmológicos utilizados por el modelo de cosmología Lambda Cold Dark Matter (LCDM).

Esos deberían darle algunos puntos clave para investigar en su lectura para ayudarlo a comprender la teoría y por qué está científicamente aceptada y respaldada.

El profesor Ned Wright proporciona un buen resumen:

Preguntas frecuentes en cosmología

¿Cuál es la evidencia del Big Bang?

La evidencia del Big Bang proviene de muchos datos de observación que son consistentes con el Big Bang. Ninguno de estos prueba el Big Bang, ya que las teorías científicas no están probadas. Muchos de estos hechos son consistentes con el Big Bang y algunos otros modelos cosmológicos, pero en conjunto estas observaciones muestran que el Big Bang es el mejor modelo actual para el Universo. Estas observaciones incluyen:

• La oscuridad del cielo nocturno: la paradoja de Olbers.
• La Ley de Hubble: la ley de distancia lineal vs desplazamiento al rojo. Los datos ahora son muy buenos.
• Homogeneidad: datos justos que muestran que nuestra ubicación en el Universo no es especial.
• Isotropía: datos muy sólidos que muestran que el cielo se ve igual en todas las direcciones a 1 parte en 100,000.
• Dilatación del tiempo en curvas de luz de supernova.

Las observaciones enumeradas anteriormente son consistentes con el Big Bang o con el modelo de estado estacionario, pero muchas observaciones apoyan el Big Bang sobre el estado estacionario:

• Fuente de radio y conteo de cuásares vs. flujo. Estos muestran que el Universo ha evolucionado.
• Existencia del cuerpo negro CMB. Esto muestra que el Universo ha evolucionado desde un estado denso e isotérmico.
• Variación de TCMB con desplazamiento al rojo. Esta es una observación directa de la evolución del Universo.
• Deuterio, 3He, 4He y 7Li en abundancia. Estos isótopos de luz se ajustan bien a las reacciones pronosticadas que ocurren en los primeros tres minutos.

Finalmente, el espectro de potencia angular de la anisotropía CMB que existe en el nivel de varias partes por millón es consistente con un modelo de Big Bang dominado por la materia oscura que pasó por el escenario inflacionario.

En términos laicos completos, no hay ninguno. Tienes que entender lo que realmente significa “Big Bang”, qué dice la teoría que tomó ese nombre y un poco sobre lo que predice la teoría.

Una de las grandes cosas que predijo (la predicción más cercana fue la de Eddington en 1926) es una radiación de fondo a cierta temperatura en este momento (el “punto” tiene unos pocos millones de años de ancho). Y esa radiación se ha encontrado (en realidad se encontró en 1964), y a la temperatura esperada. Y la distribución de la radiación también es la predicha por la teoría.

Para un lego, dos pequeñas cosas como esa pueden no parecer mucho, pero para un cosmólogo, son tan buenas como prueba. (Tan bueno como – no “lo mismo que” – la ciencia no prueba, crea modelos que luego trata de refutar. Mientras el modelo funcione, se acepta como teoría actual. Si se descubre algo que hace que el modelo no trabajo, se debe hacer algún cambio en el modelo, como en el cambio de Einstein a las Leyes de Newton. “Cuando la realidad y su idea preconcebida no coinciden, no es la realidad lo que está mal”. – Yo, muchas veces).

Pero para explicar esto realmente (y dejé mucho) a alguien que solo sabe que los científicos dicen que el universo comenzó con una explosión (en realidad no dicen eso: “Big Bang” fue una frase que Hoyle inventó para ridiculizar a los científicos que no aceptó la teoría del universo en estado estacionario que se aceptó en ese momento) es más o menos una enseñanza inútil. No es tan inútil como enseñar a un perro a maullar, pero está cerca, a menos que el lego esté dispuesto a esforzarse por aprender algunas cosas.

Seguramente alguien puede entrar en más detalles, pero aquí está la esencia de esto.

1: Radiación de fondo de microondas cósmica. La temperatura del CMBR (aproximadamente 3 Kelvin) es exactamente la esperada si el BBT fuera cierto, y muestra que el universo es isotrópico. Lo que me lleva a numero dos:

2: El universo es isotrópico, como se esperaba si el universo se expandiera en todas las direcciones fuera de un estado inicial muy denso. Es decir, el universo se ve casi igual sin importar dónde mires, o desde dónde miras, y no hay una dirección preferida.

3: Abundancia de elementos. Aproximadamente 98% de hidrógeno, 1–2% de helio y luego algunos otros, en disminución de la abundancia al aumentar el número atómico. Exactamente como se esperaba, el hidrógeno fue producido por el big bang, y en el denso universo primitivo, algunos de ellos se fusionaron en helio, litio, etc. El resto proviene de estrellas muertas.

4: Redshift de galaxias. Al observar las líneas de emisión de galaxias distantes, puede medir qué tan rápido se están alejando (o hacia nosotros), desplazado al rojo significa que están retrocediendo, desplazado al azul significa que se están acercando. El radar Doppler también usa este efecto, radares de tráfico, etc. También se usa para detectar exoplanetas, y se usó para ajustar la frecuencia en la misión Cassini-Huygens, que estaba ligeramente apagada debido a un error, que hizo que Cassini no pudiera recibir Datos de Huygens.

5: El universo es “plano”. En un sentido 3D de plano, lo que significa que si pintara un triángulo “en” el espacio-tiempo, las esquinas de ese triángulo forman 180 ° en total. Básicamente, la geometría euclidiana funciona en este universo. Si el universo fuera curvo, dicho triángulo tendría más o menos 180 °. Esto se puede medir usando el CMBR.

6: No hay nada más antiguo que 13.8 mil millones de años que aún hayamos visto.

Primero, explique qué es y qué no es. No es “puf, gran explosión, entonces todo existió”. En cambio, muchas, muchas, muchas matemáticas nos llevan a ese punto.

Comience con el origen de la idea: Edwin Hubble ideó una forma precisa de medir la distancia a las galaxias, luego observó que todas las galaxias distantes se están alejando de nosotros (desplazadas en rojo, vea mi respuesta a Cuando la gente dice que el universo es “expandirse”, ¿qué significan? ¿Qué hay afuera?).
Con un montón de matemáticas, invertir el tiempo termina uniendo todo.
Con una tonelada más de matemática que involucra la termodinámica y nuestra comprensión de la física de partículas, la inversión del tiempo termina llevando todo a un solo punto.

Existe una gran cantidad de evidencia, comenzando con la observación inicial que la inició. Además, hay radiación cósmica de fondo, que según las matemáticas debería ocurrir antes de que alguien realmente la observara.

Si está realmente interesado, debería leer este libro: Big Bang de Simon Sing: El origen del universo (PS): Simon Singh: 9780007162215: Amazon.com: Libros

Establece los problemas, complejidades, teorías en competencia y cómo el aumento de las evidencias favorece fuertemente la teoría del Big Bang. Este libro está destinado a los laicos que intentan comprender el origen del universo y la teoría del Big Bang.

Bueno, el universo se está expandiendo en todas las direcciones, lo que significa que en algún momento estaba más cerca, esto se prueba al observar el desplazamiento al rojo. La detección de radiación cósmica de fondo de microondas, es decir, la radiación que queda de la expansión inicial. Y, por último, que las teorías de la formación de galaxias, planetas, elementos pesados, estrellas, etc. se ajustan mejor al modelo de Big Bang.

Cuando un automóvil conduce hacia usted, hace un tono alto. Después de pasar, emite un sonido de tono bajo. El único sonido correcto que hace es cuando te está pasando. Esto se llama efecto doppler. La policía lo usa para leer tu velocidad.

Si la luz se aleja de ti, tiene un cambio rojo. Si la luz te llega, tiene un cambio azul. Este es el efecto Doppler también. Cuando comenzamos a mirar la luz de estrellas lejanas en la década de 1930, nos sorprendió ver que la mayoría de ellas cambiaban de color rojo. La mayoría de las estrellas se están alejando de nosotros. Que es lo que predice el Big Bang.

Digamos que un rifle de alta potencia disparó una bala en un pozo de arena. Pero no viste el momento en que dispararon el arma. En cambio, solo se dio cuenta una fracción de segundo después, y podía ver la arena arrojada hacia afuera en todas las direcciones y podía escuchar el disparo del arma. Además, alguien comenzó a tomar microsegundos de video después de apretar el gatillo, y en el video se puede ver la bala saliendo del arma y la onda de choque que condujo a la explosión que escuchó. Es posible que no haya visto la bala en el arma, ni haya visto el gatillo apretado, pero con bastante confianza podría decir que la arena estaba volando en todas las direcciones porque le dispararon una bala y que la bala había estado dentro de un arma y fue impulsado hacia adelante por una carga explosiva. A pesar de que siempre habría algunos contrarios desconcertados que afirmarían que era posible que hubiera otras explicaciones para la arena volando hacia afuera en todas las direcciones, la mayoría de las personas racionales sacarían la misma conclusión que usted. Eso es más o menos donde estamos con el BBT. Tenemos evidencia observacional más que suficiente para confiar en los hallazgos.

Debido a que necesitan creer en algo (un modelo de trabajo), la ciencia progresa al ‘subir montañas’, mejorando gradualmente las conjeturas. Las teorías generalmente no se falsifican hasta que aparece una teoría mejor para “probar” que la antigua está equivocada.

Desde una perspectiva filosófica:

“Cuando se enfrenta a la complejidad, una distinción arbitraria puede permitir la comprensión al restringir la incertidumbre. La distinción puede elegirse arbitrariamente, pero las mejores elecciones fomentan una mejor comprensión.
Más adelante se puede buscar una comprensión más amplia haciendo caso omiso de esta distinción arbitraria. Las distinciones de larga data e inmutables mantenidas en forma de dogma son a menudo mal elegidas y oscuras en lugar de facilitar la comprensión “.

La teoría más aceptada no se acepta porque debido a una evidencia, su pieza múltiple o llegar a la misma conclusión, eso no puede explicarse por ninguna otra explicación equivalente. Pero mis pruebas favoritas son la predicción de la radiación de fondo de microondas y su aspecto, y la proporción de elementos dentro del universo.

En resumen: vemos que todo se aleja de todo lo demás. Si vemos lo que es ahora y hacemos que el reloj retroceda, por así decirlo, usando una masa bastante ingeniosa, entonces vemos que todo se une en un punto hace unos 13 mil millones de años. (El número exacto no importa mucho).

Si luego volvemos atrás y comenzamos a hacer predicciones con el supuesto de que realmente hubo algún tipo de inicio desde un solo punto, nuestras predicciones resultan ser verdaderas con un alto grado de precisión, lo que le da más credibilidad a la idea.

Esto es básicamente todo en pocas palabras. (Una muy pequeña, muy caliente).

Expansión: si ejecuta el reloj hacia atrás unos 13 mil millones de años, todo el espacio llega a un solo punto. Es como golpear rebobinar en una videograbadora (realmente saliendo conmigo) y ver una explosión en reversa.

¿Qué es todo eso ? en una caja de Quora?

Te sugiero que vayas y leas algunos libros apropiados.

” Big Bang: El origen del universo” de Simon Singh es un punto de partida fácil, o puede tomar este curso en línea gratuito:
El Big Bang de la Universidad Abierta

Usando un telescopio de hace casi 100 años, los astrónomos se dieron cuenta de que las Galaxias se estaban alejando unas de otras. Por lo tanto, en un punto, deben haber estado en el mismo lugar al mismo tiempo.

Ahora, casi 100 años después, con telescopios mucho más avanzados, la edad del universo se puede calcular con una precisión increíble.

Simplemente diría que no hay evidencia en su contra. Cada experimento relacionado respalda la idea: desde nuestros aceleradores donde detectamos las partículas fundamentales, hasta nuestros telescopios que observan en lo profundo del universo. Todo lo que observamos respalda la idea de que el universo ha comenzado con una gran explosión.

• Un punto muy importante es que el Big Bang no es teoría . Nuestra teoría es la relatividad general y explica el big bang como un hecho.

Relaciones de elementos
Cambios rojos galácticos
Uniformidad y, de hecho, existencia de la radiación de fondo cósmico de microondas.
Unificación de alta energía de la fuerza electromagnética y débil.
Mira hacia atrás el tiempo.
y muchos más.