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El Big Bang

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Los astrónomos combinan modelos matemáticos con las observaciones para desarrollar teorías viables de cómo el Universo llegó a ser. Los fundamentos matemáticos de la teoría del Big Bang incluyen teoría general de la relatividad de Albert Einstein junto con las teorías estándar de partículas fundamentales. Hoy la NASA nave espacial, tales como el telescopio espacial Hubble y el telescopio espacial Spitzer continuar midiendo la expansión del Universo. Uno de los objetivos ha sido durante mucho tiempo para decidir si el Universo se expandirá para siempre, o si va a parar algún día, dar la vuelta, y el colapso en un "Big Crunch?"

Radiación de fondo

De acuerdo con las teorías de la física, si tuviéramos que mirar el Universo un segundo después del Big Bang, lo que veríamos se encuentra a 10 millones de grados mar de neutrones, protones, electrones, anti-electrones (positrones), fotones, y neutrinos. Luego, a medida que pasaba el tiempo, veríamos el Universo frío, los neutrones, ya sea en descomposición en protones y electrones o combinar con los protones para hacer que el deuterio (un isótopo del hidrógeno). A medida que continuó enfriándose, sería finalmente llegar a la temperatura a la que los electrones combinados con los núcleos para formar átomos neutros. Antes de que ocurriera esto "recombinación", el Universo habría sido opaca debido a que los electrones libres habrían provocado la luz (fotones) para dispersar las dispersa la luz del sol forma de las gotas de agua en las nubes. Pero cuando los electrones libres fueron absorbidos para formar átomos neutros, el universo de repente se volvió transparente. Esos mismos fotones - el resplandor de la gran explosión conocida como la radiación cósmica de fondo - se pueden observar en la actualidad.

La estructura del universo evolucionó a partir del Big Bang, como se representa por "el cuadro del bebé" del WMAP, a través de la formación de grumos y el encendido de la materia (lo que causó la reionización) hasta el presente. Mira el vídeo.

Misiones de estudio radiación cósmica de fondo

La NASA ha lanzado dos misiones para estudiar la radiación cósmica de fondo, tomando "fotos de bebé" del universo sólo 400.000 años después de su nacimiento. El primero de ellos fue el Explorador del Fondo Cósmico (COBE). En 1992, el equipo COBE anunció que habían asignado los puntos calientes y fríos primordiales en la radiación cósmica de fondo. Estos puntos están relacionados con el campo gravitatorio en el universo temprano y forman las semillas de los gigantescos cúmulos de galaxias que se extienden cientos de millones de años luz de todo el Universo. Este trabajo obtuvo de la NASA, el Dr. John C. Mather y George F. Smoot, de la Universidad de California, el Premio Nobel de Física de 2006.

La segunda misión para examinar la radiación cósmica de fondo fue la Microware Anisotropy Probe Wilkinson(WMAP). Con muy mejorada en comparación con la resolución COBE, WMAP inspeccionó todo el cielo, la medición de las diferencias de temperatura de la radiación de microondas que se distribuye casi uniformemente en todo el Universo. La imagen muestra un mapa del cielo, con las regiones calientes en las regiones más frías en rojo y azul. Mediante la combinación de estas pruebas con modelos teóricos del Universo, los científicos han llegado a la conclusión de que el universo es "plana", lo que significa que, en escalas cosmológicas, la geometría del espacio se cumplen las reglas de la geometría euclidiana (por ejemplo, líneas paralelas nunca se encuentran, la proporción de círculo circunferencia y el diámetro es pi, etc).

Una tercera misión, Planck , dirigido por la Agencia Espacial Europea con una importante participación de la NASA, era. lanzado en 2009. Planck está haciendo los mapas más precisos de la radiación de fondo de microondas todavía. Con instrumentos sensibles a las variaciones de temperatura de unas pocas millonésimas de un grado, y la cartografía del cielo lleno de más de 9 bandas de longitud de onda, que mide las fluctuaciones de la temperatura del CMB con una precisión establecido por límites fundamentales astrofísicas.

"Foto de bebé" del Universo. mapa de la temperatura de la radiación de fondo de microondas de WMAP muestra pequeñas variaciones (de unos microgrados) en el fondo 3K. Los puntos calientes muestran como rojo, azul como puntos fríos oscuro.

Inflación

Uno de los problemas que surgieron a partir de los resultados del COBE originales, y que persiste con los datos de WMAP de mayor resolución, fue que el Universo erademasiado homogénea.¿Cómo podrían piezas del universo que nunca habían estado en contacto entre sí han llegado al equilibrio en la misma temperatura?Este y otros problemas cosmológicos podría resolverse, sin embargo, si hubiera habido un período muy corto inmediatamente después del Big Bang en el universo experimentó una increíble explosión de expansión llamada "inflación". Por esta inflación de haber tenido lugar, el Universo en el momento del Big Bang debe haber estado lleno de una forma inestable de la energía cuya naturaleza todavía no se conoce. Cualquiera que sea su naturaleza, el modelo inflacionario predice que esta energía primordial se habría distribuido de manera desigual en el espacio debido a un tipo de ruido cuántico que surgió cuando el universo era extremadamente pequeña. Este patrón habría sido trasladado a la materia del Universo y se presentaba en los fotones que comenzó la transmisión de distancia libremente en el momento de la recombinación.Como resultado de ello, esperaríamos ver, y qué ver, este tipo de patrón en el COBE y WMAP imágenes del Universo.

Pero todo esto deja sin respuesta la pregunta de lo que la inflación alimentada. Una de las dificultades para responder a esta pregunta es que la inflación había terminado mucho antes de la recombinación, y por lo tanto la opacidad del Universo antes de la recombinación es, en efecto, una cortina corrida sobre los interesantes eventos muy tempranos. Afortunadamente, hay una manera de observar el Universo que no implique fotones en absoluto. Las ondas gravitacionales, la única forma conocida de información que puede llegar hasta nosotros sin distorsiones desde el instante del Big Bang, pueden llevar a la información que podemos obtener de otra manera. Varias misiones están siendo consideradas por la NASA y la ESA que buscará las ondas gravitacionales desde la época de la inflación.

Energía oscura

Durante los años siguientes Hubble y COBE, la imagen del Big Bang poco a poco se hizo

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