Estas son las 4 pruebas más fuertes de la teoría del Big Bang

El Big Bang fue el pistoletazo de salida del universo, y lo sabemos por varias observaciones independientes que apuntan todas en la misma dirección.

En sus inicios el universo era un lugar mucho más pequeño, denso y caliente. Si rebobinamos la película del universo, llega un momento en que éste se convierte en un lugar tan inhóspito como nos permiten nuestras teorías más fundamentales. Si intentamos comprimirlo o calentarlo más, nuestras teorías dejan de funcionar. Pues bien, a ese instante de increíble calor y pequeñez y a lo que vino inmediatamente después es a lo que llamamos “Big Bang”.

El nombre es un pelín engañoso pues aquello no fue realmente una gran explosión. Las explosiones normalmente destruyen, mientras que el big bang fue el inicio, la semillita, de todo lo que conocemos. Conocer lo que ocurrió hace unos 13800 millones de años es complicado, pero por suerte un evento tan significativo como el inicio del universo deja pistas repartidas por todos los ámbitos de la física. Veamos las cuatro evidencias principales que nos dicen que, sin importar los detalles de aquellos primeros instantes, el universo empezó siendo tremendamente caliente, denso y diminuto.

El universo se expande

Sabemos desde hace décadas que todas las galaxias que vemos en el cielo se alejan de la nuestra. No solo eso, si no que todas las galaxias parecen alejarse las unas de las otras. En definitiva, que el universo se está expandiendo. En verdad, y antes de que aparezcan los nebangcionistas, no todas las galaxias se alejan de la Vía Láctea, aunque sí la grandísima mayoría. El puñado de galaxias que no lo hacen permanecen unidas mutuamente gracias a la gravedad. Hablo del centenar de galaxias (la mayoría de ellas enanas) que forman el Grupo Local.

La expansión del universo fue descubierta por el astrónomo estadounidense Edwin Hubble en 1929, gracias a las mediciones de estrellas variables de Henrietta Leavitt y otros. Desde entonces hemos descubierto además que esa expansión en vez de frenarse por la atracción gravitatoria entre cúmulos de galaxias, se está acelerando por la presencia de lo que denominamos energía oscura. Fue de el descubrimiento de Hubble de que el universo se expandía lo que llevó a varios científicos a proponer que el universo habría empezado sus días como una región de pequeño tamaño, creciendo desde entonces hasta las escalas actuales.

La proporción exacta

La materia del universo está formada mayoritariamente de hidrógeno y helio. Estos dos elementos acumulan alrededor del 98% de la masa de toda la materia ordinaria del universo, lo cual es especialmente significativo considerando que son los dos elementos químicos más ligeros. El resto de elementos han sido sintetizados en el interior de las estrellas o mediante explosiones de supernova. Estas proporciones cuadran exactamente con las predichas al simular un universo cuyos inicios son en forma de una región pequeña, densa y caliente. Cualquier otro posible inicio diferente al propuesto por la teoría del Big Bang daría unas cantidades para cada elemento muy diferentes a las observadas a día de hoy en nuestro universo.

La radiación de fondo

Hasta unos 370000 años después del Big Bang el universo era aún un lugar tan caliente, que los electrones tenían demasiada energía como para unirse a los núcleos atómicos (de hidrógeno y helio, recuerda) para formar átomos neutros. Como consecuencia, los fotones de luz no eran capaces de viajar libremente, pues estaban chocando continuamente con estos electrones libres. Llegado este momento los electrones se enfriaron lo suficiente como para unirse a los átomos, quedando libre la luz para viajar sin ser absorbida o reflejada. Es decir, este fue el momento en que el universo se volvió transparente. Esa luz que fue liberada podemos detectarla hoy en día, recibiendo el poco glamuroso nombre de “fondo cósmico de microondas”. Midiendo la energía de la luz que nos llega de cada punto del espacio podemos confeccionar una especie de mapa del universo cuando tenía tan solo 370000 años de edad. Este mapa es increíblemente homogéneo, tan homogéneo que no sería posible si el universo no hubiera estado en equilibrio térmico en sus etapas iniciales. Y esto, dadas las enormes escalas del universo sólo sería posible si hubiera nacido a partir de una región tremendamente pequeña.

Perfectamente ordenado

Si estudiamos el universo como un todo, fijándonos no en sus detalles, sino en la estructura a gran escala, podemos ver que la distribución de galaxias y cúmulos de galaxias, la distribución de materia oscura y las fluctuaciones de ese fondo cósmico de microondas que hemos comentado, concuerdan todas entre sí, dándonos un universo homogéneo e isotrópico. Homogéneo querrá 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 querrá decir que, miremos en la dirección que miremos observaremos un universo fundamentalmente igual. Un ejemplo de lo contrario, sería si estuviéramos en el borde de una galaxia espiral como la Vía Láctea. Si miramos en dirección al centro galáctico veremos una gran concentración de estrella, mientras que si miramos hacia el exterior apenas veremos estrellas. Al parecer el universo no es así. Todo esto concuerda con un universo que empezó siendo mucho menor en tamaño y que estuvo en equilibrio durante sus primeros instantes.

Como ves, tenemos muy buenas razones para pensar que el universo empezó con un Big Bang. Los detalles exactos de qué implicaría esto tal vez puedan cambiar con nuevos descubrimientos y avances teóricos, pero los pilares fundamentales parecen firmes y robustos.

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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