martes, septiembre 20, 2005

Alfa

Alfa es la primera letra del alfabeto griego. Equivale al principio de algo. De hecho, de Dios se dice que es "el alfa y la omega", el Principio y el Fin. Omega, naturalmente, es la última letra del alfabeto griego.

Pues situémonos en el momento "Alfa": el principio de todas las cosas. La teoría más aceptada actualmente sobre el origen del Universo es la teoría del Big Bang o de la Gran Explosión. Por tanto, para explicar cómo estamos aquí debemos, de momento, atenernos a esta idea: con sus aspectos a favor y con sus problemas.

¿Qué dice esta teoría? ¿Y de dónde viene?

La teoría de la Relatividad de Einstein mostraba que el Universo está en expansión. Sin embargo, esto no era aceptable para el propio Albert Einstein y otros científicos. Para Einstein, esta idea sugería que el Universo debía haberse formado a partir de un único punto, lo cual le parecía absurdo. Para otros científicos de la época, implicaba, en principio, que un origen violaría la invarianza de las leyes.

Existían algunos modelos del Universo por aquel tiempo. El primero en considerar seria y científicamente el problema, fue el sacerdote y astrónomo belga, George Lemaître, el cual se basó en las entonces recientes ideas de la estructura del átomo de Rutherford y en la teoría cuántica de Max Planck. Lemaître propuso el átomo primordial, el cual se fue dividiendo dando lugar a toda la materia del Universo.

Dicha teoría fue rechazada en principio. Hubble tomó otro modelo del Universo que no requería tantos ajustes y nuevas explicaciones, y propuso un modelo de Universo en expansión. La ley de Hubble indica de forma parecida a la teoría de la Relatividad, una expansión del Universo, donde todas las galaxias se alejan unas de otras. Dicha teoría adquiere sentido con el Principio Cosmológico: "El Universo es homogéneo e isótropo a grandes escalas: las
propiedades del universo a gran escala no depende de la posición o de la dirección desde la cuál las midamos."


Hubble concluyó, mediante el efecto Doppler, que el Universo se estaba expandiendo. A este fenómeno lo llamó "corrimiento hacia el rojo". Es el mismo fundamento que permite a la policía saber a qué velocidad se aleja un vehículo. Hubble postuló que el Universo se expande de tal forma que cuanto más débil es el brillo de una galaxia, mayor es su velocidad de alejamiento: cada galaxia se aleja de nosotros a una velocidad proporcional a su distancia.

La constante de Hubble dio el primer cálculo de la edad del Universo y lo dató en unos dos mil millones de años de vida. Esto, en principio, fue una absoluta contradicción. Los geólogos habían datado la edad de la Tierra en unos cuatro mil o cinco mil millones de años. No podía ser la Tierra más antigua que el Universo. ¿Quién tenía la razón? Más tarde, con las mejoras tecnológicas se calculó con mayor precisión la constante de Hubble y actualmente la edad del Universo se sitúa en torno a los diez mil millones de años.

Sin embargo, este enfrentamiento entre las dos edades contradictorias puso de manifiesto la postura de algunos científicos que no aceptaban la teoría de la expansión. La idea alternativa del momento era el estado estable: el Universo existe desde siempre como lo vemos y la materia se crea de la nada en la medida justa para dar respuesta a la separación de las galaxias observadas. Naturalmente, esto contradice el Principio de Conservación de la Materia que establece que "la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma".

Los principales defensores de la teoría del estado estable fueron Thomas Gold, Fred Hoyle y Hermann Bondi. Fue precisamente Hoyle quien, irónicamente, se refirió a la teoría rival llamándola Big Bang.

¿Qué nos enseña la teoría del Big Bang?

En un principio, toda la materia y la energía se encontraban acumuladas en un punto. Era un gas muy caliente de partículas; más tarde de helio e hidrógeno. El Universo por aquel entonces no era transparente. Un observador que hubiese podido situarse fuera de él habría visto únicamente sus capas exteriores. La luz chocaba continuamente con las partículas del gas.

Se produjo en un determinado momento la Gran Explosión. Hoy día estamos continuamente en contacto con las cenizas de esa Gran Hoguera. En cada vaso de agua que bebemos, ingerimos hidrógeno, ceniza de esa explosión junto con el helio. También se encontró en su momento una radiación de fondo predicha por los defensores del Big Bang, que hallaron Arno Penzias y Robert Williams, estudiando en 1964 posibles fuentes de ruido que contaminasen las comunicaciones con los primeros satélites. Descubrieron una radiación que venía de todas partes y que coincidía con la que mostraría un objeto a una temperatura cercana a los 5 K.

¿Qué ocurrió después de la explosión?

Una página argentina de astronomía nos muestra, recogidos en una tabla, los acontecimientos posteriores al Big Bang. Así mismo, en la web de la NASA se puede observar un gráfico que muestra brevemente la evolución de la Gran Explosión.

¿Qué puntos a favor y en contra tiene la teoría del Big Bang?

A favor:
- Predice un origen común para el espacio y el tiempo, es decir, para el Universo.
- Explica la formación de la materia y su distribución actual.
- Se fundamenta en la teoría de la Relatividad General, de Albert Einstein.
- Predice la evolución de los objetos y estructuras cósmicas.

En contra:
- El llamado corrimiento hacia el rojo no tiene por qué ser explicado desde el punto de vista de alejamiento de las galaxias. Existen otros fenómenos que lo producen.
- Cada partícula, salvo los neutrones, tiene su antipartícula. Si una partícula se encuentra con su antipartícula, desaparecen en un resplandor de energía. Es lógico pensar que en el inicio, en una nube de gas tan denso en el que la propia luz chocaba con las partículas, muchas partículas (valga la redundancia) deberían haberse desintegrado con sus antipartículas.

He podido leer en la página web de la NASA que un problema de la teoría del Big Bang es que no tiene la intención de explicar cómo estructuras como las estrellas y las galaxias vinieron a existir ("The Big Bang theory makes no attempt to explain how structures like stars and galaxies came to exist in the universe."). El Big Bang explica la formación del Universo y explica cómo se formó la materia a partir de esa Gran Explosión. Ahora bien, si por esta afirmación se entiende (yo lo entiendo así, si estoy equivocado, acepto correcciones) un intento de preguntar por qué ocurrió esto, la ciencia no está capacitada para contestar...

Pero de eso hablaremos más adelante.

Notas
No soy cosmólogo (por desgracia) ni un gran científico (qué se le va a hacer). Soy un simple estudiante amante de la ciencia y, concretamente, del Universo. La información detallada en este artículo ha sido recopilada de un par de libros y de otras páginas web de Internet. Si el lector detecta fallos en las argumentaciones, puntos a favor o en contra de la teoría del Big Bang, argumentándolo seriamente, que no dude en dejar su comentario. Muchas gracias a todos por vuestra atención.


Bibliografía
http://www.tagnet.org/jae/multimedia/lectura/bigbang.htm#TEMA5
http://segre.ieec.uab.es/AA_UAB/2004-05/ApuntesCosmo/Chapter1.pdf
http://map.gsfc.nasa.gov/m_uni/uni_101bblimit.html
http://feinstein.com.ar/Corrimientoalrojo.html
http://feinstein.com.ar/DespuesdelBigBang.html

4 Comments:

Blogger Deckard said...

¿Por qué se formaron las estrellas o por qué ocurrió el big bang? Siento tener que responderte que a las dos preguntas está buscando respuestas.

Para la primera, tienes la respuesta dos párrafos debajo de la pregunta, en la misma página de la NASA: la expansión inflacionaria.

Para la segunda, la "nueva" teoría de supercuerdas o teoría M explica que el Big Bang no es más que el choque de dos branas que se desplazan por el espacio-tiempo de 11 dimensiones.

Sí, es cierto, sólo son teorías, pero bastante convincentes algunas de ellas, ¿no crees?

9:23 p. m.  
Blogger Carlos said...

No dudo que se busquen respuestas. Y tampoco dudo que nunca se encontrará la respuesta a por qué ocurrió el Big Bang (llegado el caso en que se probase al 100% que es un hecho que así ocurrió. Y si el principio no fue el Big Bang, lo mismo con lo que fuese). Seguro que podremos (a lo mejor no) tener un modelo matemático que explique todas las reacciones y procesos que se dieron para que estallase, pero el por qué de pasar de la nada a la materia no puede tener respuesta por parte de la ciencia, porque es algo que no le compete. Eso va más allá de la física. Es, como su propio nombre indica, metafísica.

Cierto es que el Big Bang es una teoría, la más aceptada, pero teoría.

Sobre las teorías, procuraré informarme de la teoría inflacionaria, pero no tengo la más mínima idea (con sinceridad) de lo que es una brana y mucho menos del choque de dos branas.

Saludos.

1:08 p. m.  
Blogger Deckard said...

La física se adentra cada vez más en el dominio de la metafísica, robándole terreno. La metafísica establece un punto inicial del todo, el momento en el que Dios lo creó, momento que la física va desplazando una y otra vez hacia atrás. Ha explicado el origen de la vida, el origen de la tierra, del sistema solar, de las galaxias y del universo. Y al igual que desplaza el momento inicial, también desplaza las preguntas metafísicas: por qué existe la tierra, por qué existe el universo...

Aunque sí, te doy la razon en que la física llegará a un punto en el que materialmente le será imposible demostrar sus teorías, con lo que se topará con la metafísica. Aún así, serán teorías matemáticas, no convicciones de fe. Para tí tienen más fuerzas unas, para mí las otras.

Respecto a las branas, te recomiendo que leas sobre las supercuerdas o teoría M. Es una teoría bastante interesante, y la lugar a conceptos la mar de curiosos (el universo de 11 dimensiones o los multiversos, por ejemplo). Lo siento, no dispongo de ningún link concreto al respecto, suelo informarme más por la revista Investigación y Ciencia o por noticias dispersas que por un sitio específico. Sólo soy un aficionado al que le gustan mucho estos temas.

Un saludo

2:28 p. m.  
Anonymous Anónimo said...

Laura: ¿porque la teoria del big bang no es aceptada como teoria?

5:16 p. m.  

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