¿Dónde ocurrió el Big Bang?
El universo se expande y esto lo sabemos porque vemos a casi todas las galaxias alejarse de la nuestra. Pero entonces parecería que ocupamos el centro del universo, que el Big Bang ocurrió cerca de la Vía Láctea. Esto no es del todo así y la pregunta de “dónde ocurrió el Big Bang” tiene una respuesta que seguro no te esperas.
El universo se expande. Todas las galaxias parecen alejarse las unas de las otras y cuanto mayor es la distancia que las separa mayor es la velocidad a la que se alejan. Que los miles de millones de galaxias que forman el universo se estén alejando significa que hace un segundo estaban más juntas que ahora. Significa lo mismo si echamos la vista atrás un año o un millón de años. Si rebobinamos lo suficiente, significará que en un momento pasado las galaxias, o más bien toda la materia que contienen, ocupaba una misma región del espacio, estaba comprimida en un lugar diminuto, denso y muy caliente. Esto último es inevitable, es el resultado de tener tal cantidad de materia en un lugar tan pequeño. Este lugar inconcebiblemente pequeño y caliente y la expansión que vino después es lo que conocemos como Big Bang. Con este Big Bang empezó el universo hace unos 13 700 millones de años.
Esta no es la única prueba que tenemos de que la historia de nuestro universo comenzara de esta forma, por supuesto. La proporción de los distintos elementos químicos en el universo es exactamente la que esperaríamos si éste hubiera empezado con el Big Bang. También el fondo cósmico de microondas tiene las propiedades que esperaríamos de un universo con dicho origen. También el hecho de que el universo sea homogéneo e isotrópico cuando consideramos las escalas más grandes. Homogéneo quiere decir que cualquier región del universo tendrá aproximadamente las mismas propiedades generales que el resto: la misma composición, la misma cantidad de galaxias, la misma temperatura. Isotrópico quiere decir que, miremos en la dirección que miremos, observaremos un universo fundamentalmente igual.
Pues bien, tenemos claro que el universo empezó con un Big Bang y que éste ocurrió hace varios miles de millones de años, pero ¿dónde ocurrió el Big Bang? ¿En una región lejana del universo, o en nuestro vecindario cósmico? Como ya hemos dicho, las observaciones a gran escala nos muestran que el universo es homogéneo e isotrópico, pero también hemos dicho que el Big Bang ocurrió en un punto muy pequeño hace mucho tiempo. Esto significaría que el lugar donde ocurrió el Big Bang sería un punto excepcional del universo, diferente al resto y por tanto haría que ambas afirmaciones parezcan incompatibles. La respuesta es que el Big Bang no ocurrió en un sitio concreto y el universo no tiene un “centro”. El Big Bang tuvo lugar en todo el universo. Esto es así porque el Big Bang realmente no fue una explosión que tuviera lugar en un universo vacío excepto por un diminuto punto central. El Big Bang fue una explosión del propio universo. No es que las galaxias se estén alejando mientras viajan por el universo, sino que el propio universo (su espaciotiempo concretamente) se está expandiendo.
No existe un “espacio vacío” más allá de las galaxias más lejanas hacia el cual se esté expandiendo el universo y, la materia que a día de hoy forma las diferentes galaxias, durante el Big Bang no ocupaba un punto concreto del universo, sino que era el universo en sí misma. Por tanto no hubo un punto o lugar concreto donde ocurriera el Big Bang, pues este ocurrió en todo el universo a la vez. Una forma habitual y bastante visual de explicar esto es recurriendo a un globo. Si pegamos algún objeto pequeño, como granos de arroz a la superficie del globo y lo vamos hinchando más y más veremos cómo los granos se van separando entre sí por la expansión del látex que forma el globo, no porque el arroz se esté moviendo por su superficie (al final y al cabo los hemos pegado).
Tanto en el ejemplo del globo como en nuestro universo, las galaxias y los granos de arroz no sienten la expansión del resto del universo globo. En el caso del arroz es evidente, pero en el de las galaxias esto se debe a que la fuerza de la gravedad que las estrellas y nubes de gas que componen cada galaxia es suficiente para sobreponerse a esa expansión. Es decir, la expansión afecta al universo a gran escala, pues a la escala los cúmulos de galaxias o cualquier estructura menor, la gravedad o el resto de fuerzas son capaces de sobreponerse a la expansión.
El símil del globo nos permite además entender cómo es posible que las galaxias más distantes se alejen a más velocidad que las más próximas. El látex del globo se expande en todas direcciones. Si al empezar tenemos que un trozo se ha expandido hasta ocupar el doble, tendremos que otro trozo que inicialmente era el doble que el anterior acabará siendo cuatro veces mayor. Si dos granos de arroz estaban separados por un centímetro originalmente, al cabo de un tiempo estarán a dos centímetros. Pero si originalmente estaban a dos centímetros entonces al cabo del mismo tiempo se situarán a cuatro centímetros y parecerá que se han movido al doble de velocidad.
Referencias:
- Peebles, P. J. E.; Ratra, Bharat (22 April 2003). "The cosmological constant and dark energy". Reviews of Modern Physics. 75 (2), doi:10.1103/RevModPhys.75.559
- Eric Chaisson, Stephen McMillan, 2017, Astronomy Today, Prentice Hall
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