{"id":5147,"date":"2012-09-04T05:00:32","date_gmt":"2012-09-04T04:00:32","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=5147"},"modified":"2012-09-04T08:30:18","modified_gmt":"2012-09-04T07:30:18","slug":"el-big-bang-creador-del-universo","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/09\/04\/el-big-bang-creador-del-universo\/","title":{"rendered":"El Big Bang: Creador del Universo"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a><\/p>\n

\n

Hablaremos ahora del Big Bang<\/a>, esa teor\u00eda aceptada por todos y que nos dice c\u00f3mo se form\u00f3 nuestro universo y comenz\u00f3 su evoluci\u00f3n hasta ser como ahora lo conocemos. De acuerdo a esta teor\u00eda, el universo se origin\u00f3 a partir de un estado inicial de alta temperatura y densidad, y desde entonces ha estado siempre expandi\u00e9ndose. La teor\u00eda de la relatividad<\/a> general predice la existencia de una singularidad<\/a> en el comienzo, cuando la temperatura y la densidad eran infinitas.<\/p>\n

<\/p>\n

La mayor\u00eda de los cosm\u00f3logos interpretan esta singularidad<\/a> como una indicaci\u00f3n de que la relatividad<\/a> general de Einstein<\/a> deja de ser v\u00e1lida en el universo muy primitivo (no exist\u00eda materia), y el comienzo mismo debe ser estudiado utilizando una teor\u00eda de cosmolog\u00eda cu\u00e1ntica.<\/p>\n

\n

\n

\"\"<\/p>\n

\n

Con nuestro conocimiento actual de f\u00edsica de part\u00edculas de altas energ\u00edas, podemos hacer avanzar el reloj hacia atr\u00e1s a trav\u00e9s de la teor\u00eda lept\u00f3nica y la era hadr\u00f3nica hasta una millon\u00e9sima de segundo despu\u00e9s del Big Bang<\/a>, cuando la temperatura era de 1013<\/sup> K. Utilizando una teor\u00eda m\u00e1s especulativa, los cosm\u00f3logos han intentado llevar el modelo hasta 1035<\/sup> s despu\u00e9s de la singularidad<\/a>, cuando la temperatura era de 1028<\/sup> K. Esa infinitesimal escala de longitud es conocida como l\u00edmite de Planck, \u00a0= 10-35 <\/sup>m, que en la ley de radiaci\u00f3n de Planck, es distribuida la energ\u00eda radiada por un cuerpo negro mediante peque\u00f1os paquetes deiscretos llamados cuantos, en vez de una emisi\u00f3n continua. A estas distancias, la Graverdad est\u00e1 ausente para dejar actuar a la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica.<\/p>\n

Gamov<\/strong>, alumno de Friedmann, fue el que present\u00f3 en\u00a01948<\/strong> las bases definitivas de la teor\u00eda del Big Bang<\/a> tal como la conocemos. Entre otras,\u00a0predijo <\/strong><\/em>la\u00a0radiaci\u00f3n cosmol\u00f3gica de fondo<\/strong>.<\/p>\n

\n

\n

\"\"<\/a><\/p>\n

\n

La misi\u00f3n\u00a0WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)<\/em> de la\u00a0NASA<\/em> ha publicado los resultados de cinco a\u00f1os de observaci\u00f3n de la radiaci\u00f3n de fondo de microondas del firmamento completo. Estos resultados confirman bastante de lo que ya sospech\u00e1bamos acerca de la infancia del Universo, adem\u00e1s de alcanzar una precisi\u00f3n sin precedentes en las estimaciones acerca de la edad y la composici\u00f3n del Universo.<\/p>\n

La teor\u00eda del Big Bang<\/a> es capaz de explicar la expansi\u00f3n del universo, la existencia de una radiaci\u00f3n de fondo c\u00f3smica y la abundancia de n\u00facleos ligeros como el helio, el helio-3, el deuterio<\/a> y el litio-7, cuya formaci\u00f3n se predice que ocurri\u00f3 alrededor de un segundo despu\u00e9s del Big Bang<\/a>, cuando la temperatura reinante era de 1010<\/sup> K.<\/p>\n

\n

\n

\"\"<\/p>\n

Abundancia de n\u00facleos ligeros en el universo temprano<\/em><\/p>\n

\n

La radiaci\u00f3n de fondo c\u00f3smica proporciona la evidencia m\u00e1s directa de que el universo atraves\u00f3 por una fase caliente y densa. En la teor\u00eda del Big Bang<\/a>, la radiaci\u00f3n de fondo es explicada por el hecho de que durante el primer mill\u00f3n de a\u00f1os m\u00e1s o menos (es decir, antes del desacoplo de la materia y la radiaci\u00f3n), el universo estaba lleno de plasma<\/a> que era opaco a la radiaci\u00f3n y, por tanto, en equilibrio t\u00e9rmico con ella. Esta fase es habitualmente denominada \u201cbola de fuego primordial<\/em>\u201d.<\/p>\n

Cuando el universo se expandi\u00f3 y se enfri\u00f3 a unos 3000 \u00baK, se volvi\u00f3 transparente a la radiaci\u00f3n, que es la que observamos en la actualidad, mucho m\u00e1s fr\u00eda y diluida, como radiaci\u00f3n t\u00e9rmica de microondas. El descubrimiento del fondo de microondas en 1.956 puso fin a una larga batalla entre el Big Bang<\/a> y su rival, la teor\u00eda del universo estacionario de F. Hoyle y otros, que no pod\u00eda explicar la forma de cuerpo negro del fondo de microondas. Es ir\u00f3nico que el t\u00e9rmino Big Bang<\/a> tuvo inicialmente un sentido burlesco y fue acu\u00f1ado por Hoyle, contrario a la teor\u00eda del universo inflacionario y defensor del estacionario.<\/p>\n

\n

\n

\"\"<\/a><\/p>\n

De aquella explosi\u00f3n primera, surgieron todas las fuerzas que rigen hoy nuestro universo, se estabilizaron las constantes universales que le dan su sello caracter\u00edstico, y, se formaron las primeras estrellas necesarias para que, en su hornos nucleares se crearan los materiales complejos presentes en los mundos y en los seres vivos.<\/p>\n

Veamos que paso:<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n
Cronolog\u00eda del Big Bang<\/a><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Era<\/strong><\/td>\nDuraci\u00f3n<\/strong><\/td>\nTemperatura<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Era de Planck<\/a><\/td>\nde 0 a 10-43<\/sup> seg.<\/td>\na 10-34<\/sup> K<\/td>\n<\/tr>\n
Era de radiaci\u00f3n<\/td>\nde 10-43 <\/sup> a 30.000 a\u00f1os<\/td>\ndesde 10-34 <\/sup> a 104<\/sup> K<\/td>\n<\/tr>\n
Era de la materia<\/td>\nde 30.000 a\u00f1os al presente (13.500.000.000 a\u00f1os).<\/td>\ndesde 104<\/sup> a 3 K actual<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Para fijar m\u00e1s claramente los hechos se debe extender la explicaci\u00f3n evolutiva del universo en las fases principales que son las eras rese\u00f1adas en el recuadro de arriba, su duraci\u00f3n y temperatura.<\/p>\n

\n

\"\"<\/p>\n

Primera forma de la materia, los primeros \u00e1tomos. Pero, expliquemos algo m\u00e1s sobre las Eras en el proceso del Big Bang<\/a>:<\/strong><\/p>\n

\n

\"\"<\/p>\n

\n

Est\u00e1 claro que las estrellas y los planetas no se formaron de hoy para ma\u00f1ana, el proceso fue algo m\u00e1s largo y, las primeras estrellas aparecieron a los doscientos mil a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang<\/a>, y, con ellas, se fueron formando tambi\u00e9n los primeros planetas. M\u00e1s tarde se confromaron las galaxias que agruparon estrellas y material interestelar por la fuerza de gravitatoria.<\/p>\n

De la materia<\/strong><\/p>\n

Es la era que comenz\u00f3 cuando el efecto gravitacional de la materia comenz\u00f3 a dominar sobre el efecto de presi\u00f3n de radiaci\u00f3n. Aunque la radiaci\u00f3n es no masiva, tiene un efecto gravitacional que aumenta con la intensidad de la radiaci\u00f3n. Es m\u00e1s, a altas energ\u00edas, la propia materia se comporta como la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica, ya que se mueve a velocidades pr\u00f3ximas a la de la luz. En las etapas muy ant\u00edguas del universo, el ritmo de expansi\u00f3n se encontraba dominado por el efecto gravitacional de la presi\u00f3n de radiaci\u00f3n, pero a medida que el universo se enfri\u00f3, este efecto se hizo menos importante que el efecto gravitacional de la materia. Se piensa que la materia se volvi\u00f3 predominante a una temperatura de unos 104<\/sup> K, aproximadamente 30.000 a\u00f1os a partir del Big Bang<\/a>. Este hecho marc\u00f3 el comienzo de la era de la materia.<\/p>\n

A\u00fan colean los \u00faltimos \u00e9xitos del acelerador de part\u00edculas por excelencia y ya ha vuelto a dar el campanazo con su reciente experimento, una recreaci\u00f3n a escala de lo que sucedi\u00f3 en los or\u00edgenes del Universo. Se han utilizado los iones de plomo para alcanzar este logro. Un metal poco glamuroso en comparaci\u00f3n con otros m\u00e1s caros pero que posee la cualidad de ser uno de los m\u00e1s pesados.<\/p>\n

Como no dejamos de indagar sobre lo que pudo pasar en aquellos primeros momentos, en el CERN, tras los innumerables problemas de puesta a punto,\u00a0 etapa que qued\u00f3 atr\u00e1s y los cient\u00edficos se muestran muy ufanos con el funcionamiento del acelerador desde que comenzaron los experimentos una vez reparadas las aver\u00edas. La sorpresa que nos traen los responsables del LHC sit\u00faa a este aparato de nuevo en la c\u00faspide de la carrera de la f\u00edsica por alcanzar los misterios de la creaci\u00f3n. Los expertos han hecho colisionar iones de plomo a alta velocidad con el resultado de una violenta generaci\u00f3n de calor que supera en 1 mill\u00f3n de grados la temperatura que existe en el centro del Sol. Las primeras colisiones se registraron a las 00.30 hora local (Suiza) del Domingo d\u00eda 7 de Noviembre pasado.<\/p>\n

Seg\u00fan el CERN estos experimentos con iones de plomo abren \u201cuna nueva v\u00eda en la investigaci\u00f3n del programa del acelerador para sondear la materia tal como era en los primeros instantes del Universo, justo despu\u00e9s del Big Bang<\/a>\u201d. Aclaran que \u201cuno de los principales objetivos de esta nueva fase es producir cantidades \u00ednfimas de esta materia, llamada \u201cplasma<\/a> quark-gluon y estudiar su evoluci\u00f3n hacia aquella que constituye el Universo actualmente\u201d. Hace tan s\u00f3lo 4 d\u00edas que terminaron los experimentos con protones<\/a>, cuyo trabajo no tiene nada que ver con lo realizado con los iones de plomo (\u00e1tomos de plomo a los que se le han eliminado los electrones<\/a>). Sin embargo, los responsables del LHC se muestran contentos con el funcionamiento del aparato pues afirman que \u201cla rapidez en la transici\u00f3n hacia las colisiones de iones de plomo supone un s\u00edntoma de madurez del LHC\u201d.<\/p>\n

Los iones de plomo pueden alcanzar una aceleraci\u00f3n brutal de 287 teraelectrovoltios (TeV), muy por encima de lo que pueden llegar los protones<\/a>. Para el director general del CERN, Rolf Heuer, esto no supone ning\u00fan problema porque dice que \u201cla m\u00e1quina funciona como un reloj justo despu\u00e9s de varios meses con la misma operaci\u00f3n\u201d. El acelerador segui\u00f3 con su experimentaci\u00f3n de colisiones de iones de plomo hasta el d\u00eda 6 de Noviembre, fecha en la que realiz\u00f3 una parada t\u00e9cnica para tareas de mantenimiento y revisi\u00f3n. En Febrero de 2011 reanud\u00f3 sus trabajos y seguir\u00e1 trayendo nuevas sorpresas, a tenor de la enorme fiabilidad de que ha hecho gala estos \u00faltimos meses.<\/p>\n

Traigo aqu\u00ed este breve comentario sobre tareas que se est\u00e1n realizando en el LHC para, haceros ver que, siempre estamos tratando de ahondar en el saber de la amteria y lo que pudo pasar en aquellos primeros momentos de la creaci\u00f3n.<\/p>\n

\n

\"See El Tiempo de Plank nos lleva hacia la<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\n

\n

Era de la Radiaci\u00f3n
\n<\/strong><\/p>\n

Periodo entre 10-43<\/sup> s (la era de Planck) y 300.000 a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang<\/a>. Durante este periodo, la expansi\u00f3n del universo estaba dominada por los efectos de la radiaci\u00f3n o de las part\u00edculas r\u00e1pidas (a altas energ\u00edas todas las part\u00edculas se comportan como la radiaci\u00f3n). De hecho, la era lept\u00f3nica y la era hadr\u00f3nica son ambas subdivisiones de la era de radiaci\u00f3n.<\/p>\n

La era de radiaci\u00f3n fue seguida por la era de la materia que antes se rese\u00f1a, durante la cual las part\u00edculas lentas dominaron la expansi\u00f3n del universo.<\/p>\n

\n

Era hadr\u00f3nica<\/strong><\/p>\n

Corto periodo de tiempo entre 10-6<\/sup> s y 10-5<\/sup> s despu\u00e9s del Big Bang<\/a> en el que se formaron las part\u00edculas at\u00f3micas pesadas, como protones<\/a>, neutrones<\/a>, piones<\/a> y kaones<\/a> entre otras. Antes del comienzo de la era hadr\u00f3nica, los quarks<\/a> se comportaban como part\u00edculas libres. El proceso por el que se formaron los quarks<\/a> se denomina transici\u00f3n de fase quark-hadr\u00f3n<\/a>. Al final de la era hadr\u00f3nica, todas las dem\u00e1s especies hadr\u00f3nicas hab\u00edan deca\u00eddo o se hab\u00edan desintegrado, dejando s\u00f3lo protones<\/a> o neutrones<\/a>. Inmediatamente despu\u00e9s de esto el universo entr\u00f3 en la era lept\u00f3nica.<\/p>\n

\n

\n

\"\"<\/p>\n

\n

\n

Hoy, como todos sabeis, en el LHC se est\u00e1n haciendo diversos experimentos con hadrones<\/a> para saber m\u00e1s sobre aquellos primeros momentos del Big Bang<\/a>, sobre lo que la materia encvierra, y, sobre todo, tratamos de poder entrar en zonas prohibidas hasta ahora en las que, probablemente, podamos “ver” nuevas cosas y, sobre todo saber sobre muchas de las incognitas que la Ciencia no ha podido resolver.<\/p>\n

\n

\"\"<\/p>\n

Bueno, esa es una de las incognitas que se quiere desvelar<\/p>\n

\n

Era Lept\u00f3nica<\/strong><\/p>\n

\n

\n

\"\"<\/p>\n

\n

\n

Intervalo que comenz\u00f3 unos 10-5<\/sup> s despu\u00e9s del Big Bang<\/a>, en el que diversos tipos de leptones<\/a> eran la principal contribuci\u00f3n a la densidad del universo. Se crearon pares de leptones<\/a> y antileptones<\/a> en gran n\u00famero en el universo primitivo, pero a medida que el universo se enfri\u00f3, la mayor parte de las especies lept\u00f3nicas fueron aniquiladas. La era lept\u00f3nica se entremezcla con la hadr\u00f3nica y ambas, como ya dije antes, son subdivisiones de la era de la radiaci\u00f3n. El final de la era lept\u00f3nica se considera normalmente que ocurri\u00f3 cuando se aniquilaron la mayor parte de los pares electr\u00f3n-positr\u00f3n, a una temperatura de 5\u00d7<\/strong>109<\/sup> K, m\u00e1s o menos un segundo despu\u00e9s del Big Bang<\/a>. Despu\u00e9s, los leptones<\/a> se unieron a los hadr\u00f3nes para formar \u00e1tomos.<\/p>\n

\n

\n

\"\"<\/a><\/p>\n

\n

As\u00ed se form\u00f3 nuestro universo, a partir de una singularidad<\/a> que explot\u00f3 expandiendo toda la densidad y energ\u00eda a unas temperaturas terror\u00edficas, y a partir de ese mismo instante conocido como Big Bang<\/a>, nacieron, como hermanos gemelos, el tiempo y el espacio junto con la materia que finalmente desemboc\u00f3 en lo que ahora conocemos como universo.<\/p>\n

El universo es el conjunto de todo lo que existe, incluyendo el espacio, el tiempo y la materia.\u00a0 El estudio del universo se conoce como cosmolog\u00eda. Los cosm\u00f3logos distinguen al Universo con \u201cU\u201d may\u00fascula, significando el cosmos y su contenido, y el universo con \u201cu\u201d min\u00fascula, que es normalmente un modelo matem\u00e1tico deducido de alguna teor\u00eda f\u00edsica como por ejemplo, el universo de Friedmann o el universo de Einstein<\/a>\u2013de Sitter. El universo real est\u00e1 constituido en su mayor\u00eda de espacios que aparentemente est\u00e1n vac\u00edos, existiendo materia concentrada en galaxias formadas por estrellas, planetas, gases y otros objetos cosmol\u00f3gicos.<\/p>\n

\n

\"\"<\/p>\n

\n

Los telescopios espaciales de la NASA han captado, a 62 millones de a\u00f1os luz de la Tierra, una colisi\u00f3n de dos galaxias que comenz\u00f3 hace 100 millones de a\u00f1os y a\u00fan contin\u00faa. La espectacular imagen publicada por la agencia espacial ha sido obtenida combinando las las tomadas por las c\u00e1maras del Observatorio de rayos X<\/a> Chandra, el Telescopio Espacial Hubble<\/a> y el Spitzer.<\/strong><\/p>\n

El universo se est\u00e1 expandiendo, de manera que el espacio entre las galaxias est\u00e1 aumentando gradualmente, provocando un desplazamiento al rojo cosmol\u00f3gico en la luz procedente de los objetos distantes. Existe evidencia creciente de que el espacio puede estar lleno de una materia oscura<\/a> invisible que puede constituir muchas veces la masa total de las galaxias visibles.<\/p>\n

\n

\n

\"\"<\/p>\n

Este gr\u00e1fico de Shalafi nos muestra algunas caracter\u00edsticas que se podr\u00edan dar en los universos. Algunos colapsan muy pronto, otros se pueden expandir demasiado r\u00e1pidos, y, otros, como el nuestro, consiguen el ritmo adecuado para que se puedan formar las galaxias y estrelas que posibilitan la presencia de la vida en un sin fin de mundos, y, todo eso, hizo posible que pudi\u00e9ramos llegar a efectuar proezas como la que podemos contemplar m\u00e1s abajo<\/p>\n

\n

\n

\"\"<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \u00bfHasta donde podremos llegar? Mucho depender\u00e1 de nuestras aptitudes y decisiones<\/p>\n

\n

Como ya qued\u00f3 claro antes, el concepto m\u00e1s favorecido de origen del universo es la teor\u00eda del Big Bang<\/a>, de acuerdo con la cual el universo se cre\u00f3 a partir de una densa y caliente concentraci\u00f3n enorme de materia (una singularidad<\/a>) en una bola de fuego que explot\u00f3 y se expandi\u00f3 para crear el espacio, el tiempo y toda la materia que lo conforme. Todo ello ocurri\u00f3, seg\u00fan los datos de que se disponen, hace ahora aproximadamente 15.000 millones de a\u00f1os, o 15 eones (109<\/sup>).<\/p>\n

El universo se form\u00f3 y apareci\u00f3 el tiempo, el espacio y la materia. Mucho despu\u00e9s, en un planeta insignificante en el contexto del inemnso Universo, pudimos surgir nosotros que, como observadores, podemos constar todo aquello que vamos descubriendo de esa Naturaleza maravillosa que, con cada nuevo paso hacia adelante que podemos dar, no podemos por menos que asombrarnos ante tanta grandeza y perfeccci\u00f3n. Es lo que dice la teor\u00eda que antes hemos descrito. Sin embargo, hay muchas cuestiones que, por lo menos a m\u00ed, no han quedado claras y me llevan a preguntas tales como:<\/p>\n

\n

\"\"<\/a><\/p>\n

\n

Muchas son a\u00fan, las cosas que no sabemos, y, nuestra enorme ignorancia nos lleva a formular preguntas que nadie sabe contestar<\/p>\n