Big Bang

Teoría del Big Bang ?

📌 La teoría del Big Bang es la explicación principal sobre cómo comenzó el universo. En su forma más simple, dice que el universo tal como lo conocemos comenzó con una pequeña singularidad. Luego se infló durante los próximos 13.800 millones de años hasta el cosmos que conocemos hoy.

La teoría del Big Bang es un esfuerzo por explicar lo que sucedió en el comienzo de nuestro universo.

Los descubrimientos en astronomía y física han demostrado más allá de toda duda razonable que nuestro universo realmente tuvo un comienzo.

Antes de ese momento no había nada; durante y después de ese momento hubo algo: nuestro universo. La teoría del Big Bang es un esfuerzo por explicar lo que sucedió durante y después de ese momento.

Debido a que los instrumentos actuales no permiten a los astrónomos observar el nacimiento del universo, mucho de lo que entendemos sobre la Teoría del Big Bang proviene de fórmulas y modelos matemáticos.

Los astrónomos pueden, sin embargo, ver el “eco” de la expansión a través de un fenómeno conocido como el fondo de microondas cósmico.

Si bien la mayoría de la comunidad astronómica acepta la teoría, hay algunos teóricos que tienen explicaciones alternativas además del Big Bang, como la inflación eterna o un universo oscilante.

La frase Big Bang

La frase “Big Bang Theory” ha sido popular entre los astrofísicos durante décadas, pero llegó a la corriente principal en 2007 cuando un programa de comedia con el mismo nombre se estrenó en CBS.

El programa sigue la vida doméstica y académica de varios investigadores (incluido un astrofísico).

Teoría Estandar

Según la teoría estándar, nuestro universo surgió como “singularidad” hace alrededor de 13.700 millones de años. ¿Qué es una “singularidad” y de dónde viene? Bueno, para ser honesto, no lo sabemos con certeza.

Las singularidades son zonas que desafían nuestra comprensión actual de la física. Se cree que existen en el centro de los “agujeros negros“. Los agujeros negros son áreas de intensa presión gravitacional.

Se piensa que la presión es tan intensa que la materia finita es aplastada en una densidad infinita (un concepto matemático que realmente aturde la mente).

Estas zonas de densidad infinita se llaman “singularidades”. Se cree que nuestro universo comenzó como algo infinitesimalmente pequeño, infinitamente cálido, infinitamente denso, una singularidad. ¿De dónde vino? No lo sabemos ¿Por qué apareció? No lo sabemos

Se enfrió

Después de su aparición inicial, aparentemente se infló (el “Big Bang”), se expandió y se enfrió, pasando de muy, muy pequeño y muy, muy caliente, al tamaño y la temperatura de nuestro universo actual.

Continúa expandiéndose y refrescándose hasta el día de hoy y estamos dentro de él: increíbles criaturas que viven en un planeta único rodean una hermosa estrella agrupada junto con varios cientos de miles de millones de estrellas en una galaxia que se eleva por el cosmos.

Todo lo cual está dentro de un universo en expansión que comenzó como una singularidad infinitesimal que apareció de la nada por razones desconocidas. Esta es la teoría del Big Bang.

Otro Concepto del Bing Bang

En el primer segundo después de que comenzara el universo, la temperatura ambiente era de alrededor de 10 mil millones de grados Fahrenheit (5.5 mil millones de grados Celsius), según la NASA.

El cosmos contenía una gran variedad de partículas fundamentales, como neutrones, electrones y protones. Estos se descompusieron o combinaron a medida que el universo se enfriaba.

Esta sopa temprana habría sido imposible de mirar, porque la luz no podía llevar dentro de ella. “Los electrones libres habrían causado que la luz (fotones) se dispersara de la misma manera que la luz del sol se dispersa desde las gotas de agua en las nubes”, afirmó la NASA.

Con el tiempo, sin embargo, los electrones libres se encontraron con núcleos y crearon átomos neutros. Esto permitió que la luz brillara unos 380,000 años después del Big Bang.

El resplandor

Esta luz temprana – a veces llamada “resplandor posterior” del Big Bang – se conoce más apropiadamente como el fondo de microondas cósmico (CMB).

Primero fue predicho por Ralph Alpher y otros científicos en 1948, pero fue encontrado por accidente casi 20 años después.

Teoría del Big Bang: conceptos erróneos comunes

Hay muchos conceptos erróneos en torno a la teoría del Big Bang. Por ejemplo, tendemos a imaginar una explosión gigante.

Sin embargo, los expertos dicen que no hubo explosión; hubo (y continúa siendo) una expansión. En lugar de imaginar un globo que explota y libera su contenido, imagine un globo en expansión: un globo infinitesimalmente pequeño que se expande al tamaño de nuestro universo actual.

Otro error es que tendemos a imaginar la singularidad como una pequeña bola de fuego que aparece en algún lugar del espacio.

De acuerdo con muchos expertos, sin embargo, el espacio no existía antes del Big Bang. A finales de los años 60 y principios de los 70, cuando los hombres caminaron sobre la luna.

Tres astrofísicos británicos, Steven Hawking, George Ellis y Roger Penrose centraron su atención en la teoría de la relatividad y sus implicaciones con respecto a nuestras nociones del tiempo.

La Relatividad

En 1968 y 1970, publicaron artículos en los que extendieron la Teoría de la Relatividad General de Einstein para incluir mediciones de tiempo y espacio.

Según sus cálculos, el tiempo y el espacio tenían un comienzo finito que correspondía al origen de la materia y la energía. ”

La singularidad no apareció en espacio; más bien, el espacio comenzó dentro de la singularidad. Antes de la singularidad, no existía nada, ni espacio, tiempo, materia o energía, nada. Entonces, ¿dónde y en qué apareció la singularidad sino en el espacio?

No lo sabemos No sabemos de dónde viene, por qué está aquí, ni siquiera dónde está. Todo lo que realmente sabemos es que estamos dentro de él y, en un momento, no existía y nosotros tampoco.

Teoría del Big Bang: Evidencia de la teoría

¿Cuáles son las principales evidencias que respaldan la teoría del Big Bang?

En primer lugar, estamos razonablemente seguros de que el universo tuvo un comienzo.

En segundo lugar, las galaxias parecen alejarse de nosotros a velocidades proporcionales a su distancia.

Esto se llama “Ley de Hubble“, que lleva el nombre de Edwin Hubble (1889-1953), quien descubrió este fenómeno en 1929. Esta observación respalda la expansión del universo y sugiere que el universo fue una vez compactado.

Tercero, si el universo fue inicialmente muy, muy caliente como sugiere el Big Bang, deberíamos poder encontrar algo de este calor.

En 1965, los radioastrónomos Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron una radiación cósmica de fondo (CMB) de 2.725 grados Kelvin (-454.765 grados Fahrenheit, -270.425 grados Celsius) que impregna el universo observable.

Se cree que este es el remanente que los científicos estaban buscando. Penzias y Wilson compartieron el Premio Nobel de Física de 1978 por su descubrimiento.

Finalmente, se cree que la abundancia de los “elementos ligeros” que se encuentran en el universo observable del Hidrógeno y el Helio respaldan el modelo de orígenes del Big Bang.

Big Bang Theory: ¿la única teoría plausible?

¿Es la teoría estándar del Big Bang el único modelo consistente con estas evidencias? No, es solo el más popular.

El astrofísico de renombre internacional George FR Ellis explica: “Las personas deben ser conscientes de que existe una gama de modelos que podrían explicar las observaciones …

Por ejemplo, puedo construir un universo esféricamente simétrico con la Tierra en su centro, y no puede refutarlo basado en observaciones … .

Sólo puedes excluirlo por razones filosóficas. En mi opinión, no hay absolutamente nada de malo en eso. Lo que quiero resaltar es el hecho de que estamos utilizando criterios filosóficos al elegir nuestros modelos. la cosmología trata de ocultar eso “.

En 2003, el físico Robert Gentry propuso una alternativa atractiva a la teoría estándar, una alternativa que también explica las evidencias enumeradas anteriormente.

El Dr. Gentry afirma que el modelo estándar de Big Bang se basa en un paradigma defectuoso (el paradigma del espacio-tiempo de expansión de Friedmann-lemaitre) que, según él, es inconsistente con los datos empíricos.

En su lugar, elige basar su modelo en el paradigma del espacio-tiempo estático de Einstein que, según él, es la “Rosetta cósmica genuina”.

La controversia de las ondas gravitacionales

Si bien los astrónomos pudieron ver los orígenes del universo, también han estado buscando pruebas de su rápida inflación.

La teoría dice que en el primer segundo después de que nació el universo, nuestro cosmos se disparó más rápido que la velocidad de la luz.

Eso, por cierto, no viola el límite de velocidad de Albert Einstein ya que dijo que la luz es lo máximo que cualquier cosa puede viajar dentro del universo. Eso no se aplica a la inflación del universo mismo.

Inflación más rápida, multiversos y registrando el comienzo

El universo no solo se está expandiendo, sino que se está volviendo más rápido a medida que se infla.

Esto significa que, con el tiempo, nadie será capaz de detectar otras galaxias de la Tierra, o cualquier otro punto de vista dentro de nuestra galaxia.

“Veremos galaxias distantes que se alejan de nosotros, pero su velocidad aumenta con el tiempo”, dijo el astrónomo de la Universidad de Harvard Avi Loeb en marzo de 2014 en un artículo de Space.com.

“Entonces, si esperas lo suficiente, eventualmente, una galaxia distante alcanzará la velocidad de la luz. Lo que eso significa es que incluso la luz no será capaz de cerrar la brecha que se está abriendo entre esa galaxia y nosotros.

Los extraterrestres

No hay forma de que extraterrestres en esa galaxia para comunicarse con nosotros, para enviar cualquier señal que nos llegue, una vez que su galaxia se mueva más rápido que la luz en relación con nosotros “.

Algunos físicos también sugieren que el universo que experimentamos es solo uno de muchos. En el modelo del “multiverso”, diferentes universos coexistirían entre sí como burbujas que se encuentran una al lado de la otra.

La teoría sugiere que, en ese primer gran empujón de la inflación, diferentes partes del espacio-tiempo crecieron a ritmos diferentes.

Esto podría haber cortado diferentes secciones, diferentes universos, con leyes de física potencialmente diferentes.

“Es difícil construir modelos de inflación que no conduzcan a un multiverso”, dijo Alan Guth, físico teórico del Instituto de Tecnología de Massachusetts, durante una conferencia de prensa en marzo de 2014 sobre el descubrimiento de las ondas gravitacionales.

El multiverso

“No es imposible, entonces creo que todavía hay investigación por hacer. Pero la mayoría de los modelos de inflación conducen a un multiverso, y la evidencia de inflación nos empujará en la dirección de tomar en serio [la idea de] un multiverso ”

Si bien podemos entender cómo se creó el universo que vemos, es posible que el Big Bang no fue el primer período inflacionario que experimentó el universo.

Algunos científicos creen que vivimos en un cosmos que pasa por ciclos regulares de inflación y deflación, y que simplemente vivimos en una de estas fases.

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