En el principio de los tiempos el universo surgió de una explosión, pasando de la nada más absoluta al todo. Este "todo" es tan sólo un punto infinitamente pequeño, increíblemente caliente y de densidad inimaginable; un punto de energía pura. El Bing Bang fue inmenso, creó toda la masa de las 400.000 millones de galaxias que hoy conocemos a partir de la nada. Todo el universo ocupaba entonces la trillonésima parte de un centímetro.
La primera fuerza en aparecer fue la gravedad. En este momento ya quedó definida la forma y contenido del universo. La gravedad define la viabilidad de nuestro universo. Si hubiera sido un poco más débil, la materia se disgregaría rápidamente y no se hubieran formado las galaxias. Con gravedad excesiva, no se hubiera formado el universo, los agujeros negros hubieran engullido toda la materia. Es un equilibrio delicado. ¡Afortunadamente tenemos la gravedad óptima! Por suerte el Big Bang aportó la cantidad adecuada de gravedad.
Pasada una fracción de segundo después de que apareció la fuerza de la gravedad, se desprendió una onda inmensa de energía y comenzó la expansión del universo en todas las direcciones a una velocidad inimaginable. Todo esto a una velocidad superior a la de la luz, porque la nada puede ir más rápido que la luz, si la entendemos la nada como espacio vacío. Esto último supuso un problema para las mentes privilegiadas de los científicos más brillantes.
Para describir estos fenómenos tan rápidos, hubo que definir una nueva unidad de tiempo, se llamó tiempo de Planck. Hay más unidades de tiempo de Planck en un segundo que todos los segundo transcurridos desde el Big Bang. Es decir una unidad de tiempo de Plank es igual a 1/10 43 segundos. Es una escala temporal tan diminuta que escapa al sentido común.
Unas cuantas unidades de tiempo de Planck, después del big bang, el universo era tan pequeño que cabía en la palma de la mano y en una fracción de segundo después se expandió hasta el tamaño de la Tierra y después a la velocidad de la luz, alcanzó el tamaño de nuestro sistema solar. Todavía era una tempestad de energía radiante. La temperatura era de billones de grados; el seno de una estrella como el Sol sería un plácido remanso de paz si lo comparamos con el universo una fracción de segundo después del big bang.
Al expandirse el universo empieza a enfriarse y empieza una nueva fase en la evolución del universo. La energía pura de la explosión se transforma en materia y aparecen las primeras partículas subatómicas. Entonces aparece la primera materia del universo. La energía se transformó en materia; al revés de como ocurre en las reacciones nucleres.
La transformación de energía en materia fue anticipada por Albert Einstein años antes del enunciado de la teoría del Big Bang. La ecuación E = mc2 es la ecuación más popular y explica precisamente la equivalencia entre la energía y la materia . La energía puede transformarse en energía y la energía en materia. Esta ecuación explica la bomba atómica. En una explosión nuclear, una pequeña cantidad de materia se transforma en energía . Durante la formación del universo se dio el proceso inverso, la energía de transformó en partículas de materia. No se necesitaba materia para empezar con energía era suficiente. Al inicio había energía suficiente como para generar toda la materia del universo.
El proceso del Big Bang en cifras.
Según esta teoría, después del Big Bang, se creó el espacio , el tiempo, la energía y la materia, según este proceso
. 10-43 segundos o Tiempo de Planck toda la masa y energía del Universo se hallaba comprimida en una masa a temperatura y densidad inimaginable.
. La masa ocupaba un espacio 10-20 veces menor que un núcleo atómico y las fuerzas de la gravitación, electromagnetismo y fuerzas nucleares fuerte y débil, se hallaban unificadas.
. A causa de su elevadísima densidad, la materia existente en los primeros momentos del Universo se expandió con rapidez. A los 10-35 segundos comenzó la Expansión y comenzó bruscamente la reducción de la temperatura, bajó a 1028 K. El Universo se expandió hasta alcanzar al 10 50 veces sus dimensión original.
. Era Leptónica : En la primera millonésima de segundo se crean las primeras partículas constitutivas de la materia. la materia surgió de un estallido a la temperatura de1027 K, y descendió a los 1014 K.. Surgen las partículas elementales: los quarks, leptones (electrones, neutrinos...), mesones (constituidos por pares de quarks) y los hadrones (protones y neutrones, constituidos por tríos de quarks). El hidrógeno y el helio habrían sido los productos primarios del Big Bang
Era de la Radiación : durante los 10.000 primeros años. Se caracterizada por la emisión de rayos gamma producidos durante la descomposición del deuterio o hidrógeno pesado.
Era del Desacoplamiento: después de 300.000 años. Se desacopla la materia y la radiación. Al expandirse, el helio y el hidrógeno se enfriaron y condensaron, comenzaba entonces la formación de las galaxias . El hidrógeno forma las tres cuartas partes de la masa del universo, y el resto en su mayor parte es helio.
Según se iba expandiendo el universo, la radiación residual del Big Bang continuó enfriándose, hasta llegar a una temperatura de unos 3 K (-70°C). Esta radiación de fondo de microondas fueron detectados por los radioastrónomos en 1964, proporcionando así lo que la mayoría de los astrónomos consideran la confirmación de la teoría del Big Bang
Big Bang: Preguntas Pendientes
1)¿Por qué estaba el universo primitivo tan caliente?
- Por qué se produjo la explosión?
3)Por qué es el universo tan uniforme a gran escala?. ¿ Por qué la temperatrura de la radiación de fondo de microondas es tan parecida independientemente de hacia dónde miremos?
4)¿Por qué comenzó el universo con una velocidad de expansión próxima a la velocidad crítica? La velocidad crítica es la velocidad a la que el universo se expandiría hasta el infinito. Si la velocidad hubiera sido algo menor ( 1/ 1012 veces menor que la crítica) el universo se habría colapsado antes de llegar a su actual tamaño.
- A pesar de que el universo están homogéneo a gran escala, contiene singularidades como las estrellas y galaxias. ¿ Cuál es el origen de la diferencias de densidades que dieron lugar a estas singularidades
Evidencias Experimentales del Big Bang
El hecho de que las estrellas se estén alejando de nosotros a velocidades gigantescas ha sido verificado repetidamente. Es lo que los expertos denominan efecto Doppler y o corrimiento del espectro de luz que recibimos del universo hacia el rojo. Estro significa un universo en expansión y no en contracción. Atendiendo al corrimiento hacia el rojo , la antigüedad del Universo está cifrada en unos 13,7 mil millones de años, según las estimaciones más recientes.
En 1949, Gamow apuntó que, si el big bang había tenido lugar, la radiación que la acompañaría habría perdido energía a medida que el Universo se expansionaba, y debería existir en nuestro tiempo bajo al forma de una emisión de radioondas procedente de todas las partes del firmamento. Es decir, dicha radiación de fondo debería ser homogénea e independientemente de la orientación . Sería en mayo de 1964, cuando el físico germano-norteamericano Arno Allan Penzias y el radioastrónomo norteamericano Robert Woodrow Wilson consiguieron detectar la radiación de fondo de microondas que impregna todo el universo conocido.
De esta hipótesis se deduce que:
Antes de que existieran las dimensiones existía la nada (Tiempo = 0, Materia = 0 ) así como existe la nada después de la mas reciente dimensión.
Existió un Big-Bang original del que surgieron múltiples dimensiones, en las que unas dan existencia a otras, como la nuestra.
Nuestro universo se crearía por la formación de una “burbuja” de materia oscura que pasaría desde el universo paralelo a través de múltiples agujeros negros cuanticos.
Cuando en el Pre-Universo alcanzara una masa critica, para hacer significativa la gravedad, se harían significativos el tiempo y la Materia, formándose los primeros átomos, en un evento simultaneo en todo el Universo.
En un momento dado muy cercano a la singularidad múltiple, el flujo de Materia Oscura a través del Agujero Negro Cuantico dejaría de ser unidireccional, ya que habría un flujo de quarks desde en nuevo universo iniciando el mecanismo de la gravedad y el tiempo.
Los procesos de formación de los elementos y eventos cosmológicos como formación de soles, planetas, galaxias, etc. se darían siguiendo las leyes Físicas propias de cada universo, según las circunstancias existentes de gravedad y tiempo.
En este mismo momento, el universo alcanzaría su máxima expansión y se empezaría a formar una nueva “burbuja” de Materia Oscura y quarks para formar otro universo paralelo, a través de agujeros negros cuanticos inicialmente unidireccionales. Repitiéndose así el ciclo.