El modelo “correcto” del universo. El Big Bang

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     Desde hace muchos años, existe un gran debate entre científicos para encontrar el modelo “correcto” del universo. A muchos les parecía más atractivo el modelo de universo estacionario, ya que plasmaba una realidad mucho más elegante y sencilla, no necesitaba de una explicación sobre un principio o un fin, el universo simplemente existía, siempre había sido así y lo seguiría siendo.

Es curioso pensar que el término “Big Bang”, en español “gran explosión” fue utilizado despectivamente por Hoyle en un principio durante una entrevista en BBC, hacía una analogía con las chicas que salen de un gran pastel para sorprender a los demás, pues dado que él era un físico que apoyaba al modelo estacionario, la idea de George Gamow sobre un modelo originado por una explosión le parecía una broma.

Un aspecto importante es que, en 1951, el papa Pío XII aceptó abiertamente que la teoría del Big Bang era la correcta al ser compatible con la Biblia. Se cree que esto tuvo repercusiones en la gente y posteriormente benefició para que el modelo fuese adoptado como el estándar.

A pesar de que en ese momento las pruebas no eran suficientes para demostrar que el Big Bang tenía la propuesta más precisa según las observaciones cosmológicas. Con el tiempo, la suma de experimentos y descubrimientos llevaron a asegurar que, entre el modelo estacionario y el estándar, el segundo contaba con mucha más evidencia a su favor.

El Big Bang no es una propuesta de solamente un científico, sino el trabajo de muchos como: Alexander Friedmann, Georges Lemaître, Edwin Hubble, Albert Einstein, Fred Hoyle, George Gamow, Allan Sandage, entre otros. Juntos llevaron a crear esta teoría que después pasó a ser el modelo estándar de universo.

Existe varias pruebas que afirman que el modelo del Big Bang es el más aceptado. Una de esas pruebas sobre el Big Bang fue algo parecido al efecto Doppler, el cual dice que “entre más cerca esté un sonido se escuchará como si fuese más agudo, mientras que parecerá más grave cuando comience a alejarse”. Todo se derivó de las observaciones que hizo Vesto Slipher alrededor de 1914 al intentar probar una teoría sobre las nebulosas, accidentalmente descubrió que el espectro de la luz que emitía el Sol tenía ciertas franjas oscuras y dependiendo de la nebulosa, las franjas se recorrían a lo largo del espectro. Éste es un recurso utilizado actualmente por la física cuántica, pues dependiendo de la posición de las franjas se puede saber de qué elemento se trata, cada uno tiene una absorción y emisión específica del espectro electromagnético, como si fuera su huella digital.

Slipher difundió sus descubrimientos; en ese momento se sabía que los objetos que se acercaban tendían a desplazarse hacia el azul, mientras que los lejanos lo hacían hacia el rojo. Con esto dicho, los datos obtenidos por el científico fueron contundentes, ya que todos estaban desplazados hacia el rojo.

 Así, en 1920, Hubble se dio a la tarea de calcular exactamente la distancia que había de nuestro planeta a otras galaxias, su medición más lejana fue de cinco millones de años luz que pertenecía a una galaxia dentro de la constelación Virgo, al mismo tiempo, era la que se alejaba más velozmente (aproximadamente a 1200 kilómetros por segundo). Él es considerado uno de los mejores cosmólogos, pues a pesar de sus muchas equivocaciones logró llegar a una verdad, redactada en lo que hoy se conoce como ley de Hubble, la cual dice “la distancia de una galaxia es proporcional a su velocidad de desplazamiento hacia el rojo”. Hubble demostró que las galaxias que observaban no eran parte de la Vía Láctea como se había pensado anteriormente, sino que se encontraban mucho más lejos. (Overbye, 1992)

Si las galaxias se alejaban de la Tierra, o más bien, si el espacio entre ambos objetos se hacía cada vez mayor, se podía concluir que el universo se estaba expandiendo.

Otra prueba es conocida como la nucleosíntesis del Big Bang o primordial, básicamente hace alusión a la abundancia de elementos ligeros como el hidrógeno, el helio, el litio y sus isótopos. Esta teoría tiene sus principios en la propuesta B2FH (Margaret y Geoffrey Burbridge, Willy Flower y Fred Hoyle) que veía a las estrellas como los medios que con ayuda de la gravedad en sus núcleos comprimidos y sus altas temperaturas hacían que los elementos ligeros se combustionaran hasta crear los elementos pesados que se tienen hoy en día. (Overbye, 1992)

George Gamow y sus colegas fueron los creadores de la teoría de la nucleosíntesis mostrando que pocos minutos después de la explosión, las condiciones del universo fueron propicias para crear a los elementos ligeros, pues la temperatura disminuyó exponencialmente dando lugar a la nucleosíntesis. (White) El plasma en donde se encontraban protones y electrones separados se transformó en un estado gaseoso dando lugar a los primeros átomos de elementos ligeros.

Un problema que se encuentra en el modelo del Big Bang es el de la geometría del universo. La teoría del Big Bang está basada en la teoría de la relatividad de Einstein, ésta dice que “la geometría del universo puede ser o plana, o bien, esférica”. El problema está en que el universo observable tiene una geometría cercana a ser plana, no obstante, si su geometría no es precisamente plana, evolucionaría hacía una geometría esférica. (Torres, 2007) La curvatura está determinada por la densidad de masa.

Si ésta excede a la densidad crítica, la cual depende de la velocidad de expansión, el universo se curva sobre sí mismo para formar un volumen finito, pero sin fronteras, es el caso del universo cerrado. Por otro lado, si la densidad promedio es menor a la crítica, se curva inversamente formando un universo abierto. Finalmente, si la densidad de masa es igual a la crítica se tratará de un universo plano que obedece las leyes de la geometría euclidiana. (Guth, 2002)

Ahora, nos centraremos en algunas de las teorías alternativas que existen. La teoría del universo oscilante surge, al igual que los otros modelos alternativos, con el fin de oponerse al Big Bang. Esta teoría dice que el universo es cerrado, pero que después de colapsar, en vez de desaparecer, inicia a dilatarse. (Lightman, 1991) La contracción haría que todo dentro del universo se concentre en un solo punto, que después volverá a explotar para iniciar un nuevo ciclo de expansión. Este dice que este proceso de dilatación y contracción se ha llevado a cabo ya un número infinito de veces y que seguirá ocurriendo infinitamente. Según este modelo, el universo existe eternamente, siendo una gran explosión lo que distingue un ciclo de otro. (Yahya, 2007)

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