Para llegar al modelo del Big Bang, muchos científicos, con diversos
estudios, han ido construyendo el camino que lleva a la génesis de esta
explicación. Los trabajos de Alexander Friedman, del año 1922, y de Georges Lemaître, de 1927,
utilizaron la teoría de la relatividad para demostrar que el universo
estaba en movimiento constante. Poco después, en 1929, el
astrónomo estadounidense Edwin
Hubble (1889-1953)
descubrió galaxias más allá de la Vía Láctea que se alejaban de nosotros, como si el Universo
se expandiera constantemente. En 1948, el
físico ucraniano
nacionalizado estadounidense, George
Gamow (1904-1968),
planteó que el universo se creó a partir de una gran explosión (Big
Bang). Recientemente, ingenios espaciales puestos en órbita (COBE) han
conseguido "oír" los vestigios de esta gigantesca explosión primigenia.
De acuerdo con la teoría, un universo homogéneo e isótropo lleno de
materia ordinaria, podría expandirse indefinidamente o frenar su
expansión lentamente, hasta producirse una contracción universal. El fin
de esa contracción se conoce con un término contrario al Big Bang: el Big Crunch o 'Gran Colapso' o un Big Rip o Gran desgarro. Si el
Universo se encuentra en un punto crítico, puede mantenerse estable ad eternum. Muy
recientemente se ha comprobado que actualmente existe una expansión acelerada
del universo hecho no previsto originalmente en la teoría y que ha
llevado a la introducción de la hipótesis adicional de la energía oscura (este tipo de materia tendría propiedades
especiales que permitirían comportar la aceleración de la expansión).
La teoría del Big Bang se desarrolló a partir de observaciones y
avances teóricos. Por medio de observaciones, en la década de 1910, el
astrónomo estadounidense Vesto Slipher y, después de él, Carl Wilhelm Wirtz, de Estrasburgo,
determinaron que la mayor parte de las nebulosas espirales se alejan de la
Tierra; pero no llegaron a darse cuenta de las implicaciones
cosmológicas de esta observación, ni tampoco del hecho de que las
supuestas nebulosas eran en realidad galaxias exteriores a nuestra Vía Láctea.
Además, la teoría de Albert Einstein sobre la relatividad general (segunda década del siglo XX)
no admite soluciones estáticas (es decir, el Universo debe estar en
expansión o en contracción), resultado que él mismo consideró
equivocado, y trató de corregirlo agregando la constante cosmológica. El primero en
aplicar formalmente la relatividad a la cosmología,
sin considerar la constante cosmológica, fue Alexander Friedman, cuyas ecuaciones
describen el Universo Friedman-Lemaître-Robertson-Walker,
que puede expandirse o contraerse.
Entre 1927
y 1930, el
padre jesuita belga
Georges Lemaître obtuvo independientemente
las ecuaciones Friedman-Lemaître-Robertson-Walker
y propuso, sobre la base de la recesión
de las nebulosas espirales,
que el Universo
se inició con la explosión de un átomo
primigenio, lo que más tarde se denominó "Big Bang".
En 1929,
Edwin Hubble realizó observaciones que sirvieron de
fundamento para comprobar la teoría de
Lemaître. Hubble probó que las nebulosas espirales son galaxias y midió sus distancias observando las estrellas variables cefeidas en galaxias distantes. Descubrió que las galaxias se alejan unas de otras a velocidades
(relativas a la Tierra) directamente proporcionales a su distancia.
Este hecho se conoce ahora como la ley
de Hubble (véase Edwin Hubble: Marinero de las nebulosas,
texto escrito por Edward
Christianson).
Según el principio cosmológico, el alejamiento
de las galaxias sugería que el Universo
está en expansión. Esta idea originó dos hipótesis opuestas. La primera
era la teoría
Big Bang de Lemaître, apoyada y desarrollada por George
Gamow. La segunda posibilidad era el modelo de la teoría del estado estacionario
de Fred
Hoyle, según la cual se genera nueva materia
mientras las galaxias se alejan entre sí. En
este modelo, el Universo es básicamente el mismo en un momento dado
en el tiempo.
Durante muchos años hubo un número de adeptos similar para cada teoría.
Con el pasar de los años, las evidencias
observacionales apoyaron la idea de que el
Universo
evolucionó a partir de un estado denso y caliente. Desde el
descubrimiento de la radiación de fondo de
microondas,
en 1965,
ésta ha sido considerada la mejor teoría para explicar el origen y
evolución del cosmos. Antes de finales de los años sesenta, muchos cosmólogos
pensaban que la singularidad infinitamente
densa del tiempo
inicial en el modelo cosmológico de Friedman era una sobreidealización,
y que el Universo se contraería antes de empezar a expandirse
nuevamente. Ésta es la teoría de Richard Tolman de un Universo oscilante. En los años 1960, Stephen Hawking y otros demostraron que esta idea no era
factible, y que la singularidad es un componente esencial de la gravedad
de Einstein. Esto llevó a la mayoría de los
cosmólogos a aceptar la teoría del Big Bang, según la cual el Universo
que observamos se inició hace un tiempo finito.
Prácticamente todos los trabajos teóricos actuales en cosmología
tratan de ampliar o concretar aspectos de la teoría del Big Bang. Gran
parte del trabajo actual en cosmología trata de entender cómo se
formaron las galaxias en el contexto del Big Bang, comprender lo que
allí ocurrió y cotejar nuevas observaciones con la teoría fundamental.
A finales de los años
1990 y principios del siglo
XXI, se lograron grandes avances en la cosmología del Big Bang como
resultado de importantes adelantos en telescopía,
en combinación con grandes cantidades de datos satelitales de COBE, el telescopio espacial Hubble y WMAP. Estos
datos han permitido a los cosmólogos calcular muchos de los parámetros
del Big Bang hasta un nuevo nivel de precisión, y han conducido al
descubrimiento inesperado de que el Universo está en aceleración.
vaya puta mierda
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