De todos los conceptos y temas discutidos, el Big Bang es el concepto más controvertido. Por supuesto, esta es una teoría científica bastante antigua que ha estado presente desde la década de 1940, y desde la década de 1960 ha habido una gran cantidad de evidencia a su favor. La idea es simple: el universo tuvo un comienzo. Ella tenia un cumpleaños. Hubo un día que no tuvo "ayer", cuando la materia, la radiación y el Universo en expansión y refrescante, conocido por nosotros, no existieron hasta cierto punto en el tiempo. Y sin embargo estamos aquí. Lo que provoca una serie de preguntas en cualquier mente inquisitiva. Uno de nuestros lectores simplemente tiene esa mente, y quiere saber:
¿Hay alguna teoría o experimento que pueda calcular y probar nuestra ubicación en el espacio en relación con el punto del Big Bang? Creo que, dado que nuestras capacidades de observación son muy limitadas desde la posición de nuestro planeta, no será fácil determinar la curvatura del espacio. ¿Por qué pensamos que el Big Bang ocurrió en algún momento en el espacio tridimensional? ¿Por qué pensamos que el universo es una esfera?
Estas son preguntas muy buenas, y todas demuestran una visión común de las personas sobre el universo. ¿Pero son ciertas estas ideas?
La evolución de las estructuras a gran escala del universo.A menudo pensamos que el Big Bang fue una verdadera explosión. Y el Universo realmente parecía una bola de fuego enorme, enérgica y en expansión en sus primeras etapas.
• Estaba lleno de partículas y antipartículas de varios tipos, así como de radiación.
• Todo esto se expandió y todas las partículas, antipartículas y cuantos de radiación se separaron entre sí.
• Todo esto se enfrió y disminuyó a medida que se expandía.
Realmente suena como una explosión. De hecho, si pudieras ser transportado a estos primeros momentos, y de alguna manera estar protegido de toda esta energía, incluso habría un sonido que puedes escuchar gracias al próximo video.
Pero no sin razón uso la palabra "expansión" en lugar de "explosión" para describir este fenómeno. Una explosión es lo que sucede en un punto del espacio, desde el cual vuelan los fragmentos. Una supernova es una explosión; un estallido de rayos gamma es una explosión; la detonación de una bomba es una explosión; La operación de una granada es una explosión.
Vista artística de la explosión de supernova de 1993J en la galaxia M81Pero el Big Bang no es una explosión [en inglés, el Big Bang, Big Bang, literalmente significa "Big Cotton" - aprox. transl.]. Hablando del "Big Bang caliente", tenemos en mente el primer momento en que el Universo puede describirse como un estado que contiene partículas, antipartículas y radiación. A partir de ese momento, el Universo comenzó a expandirse y enfriarse de acuerdo con las leyes de la Teoría General de la Relatividad, y seguimos el camino de destruir la antimateria, la formación de núcleos atómicos y átomos neutros, y como resultado de las estrellas, galaxias y estructuras a gran escala visibles hoy. La clave de la primera pregunta es comprender exactamente qué estaba haciendo el Universo en este momento: en el momento en que podemos describir por primera vez, confiando en esta plataforma del gran Big Bang.
Hasta donde sabemos, no había un punto de partida especial. No había una "fuente" a partir de la cual comenzó el universo. Toda la evidencia habla de una contraintuitiva, pero de esta conclusión no menos verdadera: el Big Bang ocurrió en todas partes simultáneamente. Hay muchas pruebas de esto, y el Universo mismo nos las da. El Universo, a juzgar por las estructuras a gran escala, los cúmulos de galaxias, la aparición del resplandor del Big Bang, la densidad promedio del cosmos durante varios cientos de millones de años luz, etc., nos da dos hechos importantes observables. Sus propiedades son las mismas en todas partes, y se ve igual en todas las direcciones. Físicamente hablando, el Universo es homogéneo e isotrópico.
Tales características del Universo no pueden obtenerse con la ayuda de una explosión, ese es el punto. En una explosión, los fragmentos que se mueven más rápido resultan ser los más distantes, pero también los más dispersos en el espacio. Cuanto mayor es la distancia, menos debería haber galaxias por unidad de volumen, pero en el Universo no es así. En el caso de una explosión, uno podría indicar explícitamente su punto de partida. El universo funciona de modo que este punto estaría a solo unos pocos millones de años luz de la Vía Láctea, en la frontera de un grupo local. Estadísticamente, las posibilidades de tener ese punto, dada la presencia de más de 170 mil millones de galaxias en el Universo, son 100 veces peores que ganar la lotería Powerball o Mega Millions.
El hecho de que el Universo sea homogéneo e isotrópico sugiere que el Big Bang ocurrió en un momento, hace unos 13.8 mil millones de años, y en todos los lugares lo mismo. Pero no podemos verlo en todos los lugares. Lo vemos solo donde estamos. Nuestra reseña es limitada. Por lo tanto, a menudo puedes ver ilustraciones similares: cómo se ve nuestro Universo desde nuestro punto, con nosotros en el centro.
La visión del artista del Universo observable en una escala logarítmica¡Pero esto no significa que el universo sea una esfera! Nosotros, de hecho, podemos medir la forma del universo e imponerle algunas restricciones. Si sales y envías a tus dos amigos en dos direcciones diferentes para que puedan verse, los tres formarán un triángulo. Cada uno de ustedes podrá medir el ángulo aparente entre los otros dos. Después de eso, puede agregar estos ángulos y obtendrá 180º, esta es la suma de los ángulos del triángulo.
Cualquier triángulo en un espacio plano.
¡Pero el espacio no tiene que ser plano! Puede tener una curvatura negativa, como la superficie de una silla de montar, cuando la suma de los ángulos es inferior a 180º. Se puede curvar positivamente, como la superficie de una esfera, cuando la suma de los ángulos es mayor que 180º. Si te paras en el ecuador en América del Sur, uno de tus amigos se para en el ecuador en África, y el segundo en el Polo Norte, encontrarás que la diferencia en los ángulos será grande. La suma de los ángulos está más cerca de 270º que de 180º. No tenemos amigos en el espacio, pero tenemos algo peor: fluctuaciones en la radiación de fondo. Dependiendo de la curvatura del espacio, deberían verse completamente diferentes.
Hicimos observaciones y descubrimos algo sorprendente: el Universo, hasta donde podemos juzgar, es plano. Muy, muy plano. Datos recientes de los experimentos de Planck y Sloan Digital Sky Survey indican que si el Universo tiene una curva positiva o negativa, entonces es notable en una escala de al menos 400 más grande que la parte del Universo que observamos. Y podemos ver su parte con un diámetro de 92 mil millones de años luz.
Entonces, el Big Bang ocurrió en todas partes simultáneamente, hace 13.800 millones de años, y nuestro Universo es espacialmente plano según nuestras mejores mediciones. El big bang no ocurrió en ningún momento, y podemos juzgar esto por la extrema isotropía y la homogeneidad del universo. Estas propiedades son tan precisas que cuando encontramos heterogeneidad con una desviación del 0.01% del promedio, ya creemos que algo está mal. Entonces, si afirmas que el Big Bang sucedió exactamente donde estás y estás parado justo en el centro de todo lo que sucede, nadie te objetará. Simplemente todo y todo en todo el Universo puede decir lo mismo sobre sí mismo.