La teoría ampliamente aceptada para el origen y la evolución de nuestro universo es el modelo Big Bang, que establece que el universo comenzó como un punto increíblemente caliente y denso hace aproximadamente 13.700 millones de años. Entonces, ¿cómo pasó el universo de ser fracciones de una pulgada (unos pocos milímetros) a lo que es hoy?
Aquí hay un desglose del Big Bang hasta ahora en 10 pasos fáciles de entender.
Tomó bastante más de siete días crear el universo tal como lo conocemos hoy. mira los misterios de los cielos en nuestra serie de ocho partes: La historia y el futuro del cosmos . Esta es la Parte 3 de esa serie.
- ¿Han medido los científicos la masa / energía total del tejido del espacio-tiempo mismo (separado de los objetos que descansan dentro de él)?
- ¿Qué tan rápido se desarrolla una supernova?
- ¿Qué pasaría si Sun se estrellara contra un cohete?
- Si el universo no se expandiera, ¿el cielo nocturno sería más gris en lugar de negro?
- Según nuestro conocimiento actual, ¿qué porcentaje de estrellas en nuestra galaxia son parte de un sistema binario?
El Big Bang no fue una explosión en el espacio, como podría sugerir el nombre de la teoría. En cambio, fue la aparición del espacio en todas partes del universo, según los investigadores. Según la teoría del Big Bang, el universo nació como un punto único muy caliente, muy denso, en el espacio.
Los cosmólogos no están seguros de lo que sucedió antes de este momento, pero con misiones espaciales sofisticadas, telescopios terrestres y cálculos complicados, los científicos han estado trabajando para pintar una imagen más clara del universo primitivo y su formación.
Una parte clave de esto proviene de las observaciones del fondo cósmico de microondas, que contiene el resplandor de luz y radiación que queda del Big Bang. Esta reliquia del Big Bang impregna el universo y es visible para los detectores de microondas, lo que permite a los científicos reconstruir las pistas del universo primitivo.
En 2001, la NASA lanzó la misión Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) para estudiar las condiciones tal como existían en el universo primitivo midiendo la radiación del fondo cósmico de microondas. Entre otros descubrimientos, WMAP pudo determinar la edad del universo, unos 13.700 millones de años.
Cuando el universo era muy joven, algo así como una centésima billonésima parte de una billonésima parte de una billonésima de segundo (¡vaya!), Experimentó un crecimiento increíble. Durante este estallido de expansión, que se conoce como inflación, el universo creció exponencialmente y se duplicó en tamaño al menos 90 veces.
“El universo se estaba expandiendo y, a medida que se expandía, se volvía más frío y menos denso”, dijo David Spergel, un astrofísico teórico de la Universidad de Princeton en Princeton, Nueva Jersey.
Después de la inflación, el universo continuó creciendo, pero a un ritmo más lento. A medida que el espacio se expandió, el universo se enfrió y se formó la materia.
Los elementos químicos ligeros se crearon dentro de los primeros tres minutos de la formación del universo. A medida que el universo se expandió, las temperaturas se enfriaron y los protones y los neutrones colisionaron para formar deuterio, que es un isótopo de hidrógeno. Gran parte de este deuterio se combinó para formar helio.
Sin embargo, durante los primeros 380,000 años después del Big Bang, el intenso calor de la creación del universo lo hizo esencialmente demasiado caliente para que brillara la luz. Los átomos se estrellaron con la fuerza suficiente para romperse en un plasma denso y opaco de protones, neutrones y electrones que dispersaron la luz como la niebla.
Aproximadamente 380,000 años después del Big Bang, la materia se enfrió lo suficiente como para que los electrones se combinen con los núcleos para formar átomos neutros. Esta fase se conoce como “recombinación”, y la absorción de electrones libres causó que el universo se volviera transparente. La luz que se desencadenó en este momento es detectable hoy en forma de radiación del fondo cósmico de microondas.
Sin embargo, la era de la recombinación fue seguida por un período de oscuridad antes de que se formaran las estrellas y otros objetos brillantes.
Aproximadamente 400 millones de años después del Big Bang, el universo comenzó a salir de su edad oscura. Este período en la evolución del universo se llama la era de la reionización.
Se pensaba que esta fase dinámica había durado más de medio billón de años, pero según las nuevas observaciones, los científicos creen que la reionización pudo haber ocurrido más rápidamente de lo que se pensaba anteriormente.
Durante este tiempo, grupos de gas colapsaron lo suficiente como para formar las primeras estrellas y galaxias. La luz ultravioleta emitida por estos eventos energéticos se despejó y destruyó la mayor parte del gas de hidrógeno neutro circundante. El proceso de reionización, más la eliminación de niebla de gas de hidrógeno, hizo que el universo se volviera transparente a la luz ultravioleta por primera vez.
Los astrónomos peinan el universo en busca de las galaxias más remotas y antiguas para ayudarles a comprender las propiedades del universo primitivo. Del mismo modo, al estudiar el fondo cósmico de microondas, los astrónomos pueden trabajar hacia atrás para reconstruir los eventos anteriores.
Los datos de misiones más antiguas como WMAP y Cosmic Background Explorer (COBE), que se lanzó en 1989, y misiones aún en funcionamiento, como el Hubble Space Telescope, que se lanzó en 1990, ayudan a los científicos a resolver los misterios más perdurables y responder preguntas más debatidas en cosmología.
Se estima que nuestro sistema solar nació un poco después de 9 mil millones de años después del Big Bang, por lo que tiene aproximadamente 4.6 mil millones de años. Según las estimaciones actuales, el sol es una de las más de 100 mil millones de estrellas en nuestra galaxia, la Vía Láctea, y orbita aproximadamente a 25,000 años luz del núcleo galáctico.
Muchos científicos piensan que el sol y el resto de nuestro sistema solar se formó a partir de una nube gigante y giratoria de gas y polvo conocida como la nebulosa solar. Cuando la gravedad hizo que la nebulosa colapsara, giró más rápido y se aplastó en un disco. Durante esta fase, la mayor parte del material fue arrastrado hacia el centro para formar el sol.
En las décadas de 1960 y 1970, los astrónomos comenzaron a pensar que podría haber más masa en el universo de lo que es visible. Vera Rubin, astrónoma de la Carnegie Institution de Washington, observó la velocidad de las estrellas en varios lugares de las galaxias.
La física newtoniana básica implica que las estrellas en las afueras de una galaxia orbitarían más lentamente que las estrellas en el centro, pero Rubin no encontró diferencia en las velocidades de las estrellas más alejadas. De hecho, descubrió que todas las estrellas en una galaxia parecen rodear el centro a más o menos la misma velocidad.
Esta masa misteriosa e invisible se hizo conocida como materia oscura. La materia oscura se infiere debido a la atracción gravitacional que ejerce sobre la materia regular. Una hipótesis establece que las cosas misteriosas podrían estar formadas por partículas exóticas que no interactúan con la luz o la materia regular, por lo que ha sido tan difícil de detectar.
Se cree que la materia oscura constituye el 23 por ciento del universo. En comparación, solo el 4 por ciento del universo está compuesto de materia regular, que abarca estrellas, planetas y personas.
En la década de 1920, el astrónomo Edwin Hubble hizo un descubrimiento revolucionario sobre el universo. Utilizando un telescopio de nueva construcción en el Observatorio Mount Wilson en Los Ángeles, Hubble observó que el universo no es estático, sino que se está expandiendo.
Décadas más tarde, en 1998, el prolífico telescopio espacial que lleva el nombre del famoso astrónomo, el Telescopio Espacial Hubble, estudió supernovas muy distantes y descubrió que, hace mucho tiempo, el universo se estaba expandiendo más lentamente de lo que es hoy. Este descubrimiento fue sorprendente porque durante mucho tiempo se pensó que la gravedad de la materia en el universo ralentizaría su expansión, o incluso haría que se contrajera.
Se cree que la energía oscura es la fuerza extraña que está separando el cosmos a velocidades cada vez mayores, pero permanece sin ser detectada y envuelta en misterio. La existencia de esta energía evasiva, que se cree que constituye el 73 por ciento del universo, es uno de los temas más debatidos en cosmología.
Si bien se ha descubierto mucho sobre la creación y la evolución del universo, hay preguntas duraderas que permanecen sin respuesta. La materia oscura y la energía oscura siguen siendo dos de los mayores misterios, pero los cosmólogos continúan investigando el universo con la esperanza de comprender mejor cómo comenzó todo.
