De todos los conceptos y temas discutidos, el Big Bang es el concepto más controvertido. Por supuesto, esta es una teoría científica bastante antigua, presente desde la década de 1940, y desde la de 1960 ha habido una gran cantidad de pruebas que la respaldan. La idea es simple: el universo tuvo un comienzo. Fue su cumpleaños. Hubo un día que no tuvo "ayer" cuando la materia, la radiación y el Universo en expansión y enfriamiento que conocemos no existieron hasta cierto punto en el tiempo. Y sin embargo estamos aquí. Lo que provoca una avalancha de preguntas de cualquier mente inquisitiva. Uno de nuestros lectores simplemente tiene esa mente y quiere saber: ¿Existen teorías o experimentos que puedan 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 en términos de la ubicación de nuestro planeta,No será fácil determinar la curvatura del espacio. ¿Por qué pensamos que el Big Bang ocurrió en algún momento del espacio tridimensional? ¿Por qué pensamos que el universo es una esfera?
Estas son muy buenas preguntas y todas demuestran una comprensión común del universo por parte de las personas. Pero, ¿son correctas estas opiniones?
A menudo pensamos que el Big Bang fue una verdadera explosión. Y el universo realmente se parecía a una bola de fuego enorme, enérgica y en expansión en sus primeras etapas.
Estaba lleno de partículas y antipartículas de varios tipos, además de radiación. Todo esto se expandió y todas las partículas, antipartículas y cuantos de radiación se alejaron unas de otras. Todo esto se enfrió y disminuyó a medida que se expandía.
Realmente suena como una explosión. De hecho, si pudieras ser transportado a esos primeros momentos, y de alguna manera protegido de toda esta energía, incluso habría un sonido que podrías escuchar gracias al siguiente video:
Pero no es sin razón que utilizo la palabra "expansión" en lugar de "explosión" al describir este fenómeno. Una explosión es algo que ocurre en un punto del espacio, desde el cual se dispersan los escombros. Una supernova es una explosión; un estallido de rayos gamma es una explosión; la detonación de una bomba es una explosión; una granada es una explosión.
Pero Big Bang no es una explosión [en inglés Big Bang, Big Bang, literalmente significa "Big Bang" - aprox. transl.]. Cuando hablamos de un "Big Bang caliente", nos referimos al primer momento en el 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 según las leyes de la Relatividad General, y seguimos el camino de la destrucción de la antimateria, la formación de núcleos atómicos y átomos neutros y, como resultado, estrellas, galaxias y estructuras a gran escala visibles hoy. La clave de la primera pregunta es entender exactamente qué estaba haciendo el universo en ese momento: en un momento que podemos describir por primera vez, basándonos en esta plataforma del caliente Big Bang.
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Hasta donde sabemos, no hubo un punto de partida en particular. No existía una "fuente" de la que partiera el universo. Toda la evidencia habla de una conclusión contradictoria, pero no menos cierta: el Big Bang sucedió en todas partes al mismo tiempo. Hay mucha evidencia 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 media de áreas del espacio de varios cientos de millones de años luz, etc., nos da dos hechos observables importantes. Sus propiedades son las mismas en todas partes y se ve igual en todas las direcciones. Físicamente hablando, el universo es homogéneo e isotrópico.
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Tales características del universo no se pueden obtener con un período de explosión. En una explosión, los fragmentos que se mueven más rápido son los más distantes, pero también los más dispersos en el espacio. Cuanto mayor es la distancia, menos galaxias por unidad de volumen debería haber, pero este no es el caso en el Universo. En caso de explosión, sería posible indicar explícitamente su punto de partida. El universo funciona de tal manera que este punto estaría solo a unos pocos millones de años luz de la Vía Láctea, en el límite del grupo local. Estadísticamente, las posibilidades de tal 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 isótropo sugiere que el Big Bang ocurrió en el mismo momento, hace unos 13.800 millones de años, y es el mismo en todos los lugares. Pero no podemos verlo en todos los lugares. Lo vemos solo donde estamos. Nuestra revisión es limitada. Por lo tanto, a menudo puede encontrar tales ilustraciones: cómo se ve nuestro Universo desde nuestro punto, con nosotros en el centro.
¡Pero esto no significa que el universo sea una esfera! De hecho, podemos medir la forma del universo y ponerle 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. Luego puedes sumar esos ángulos y obtienes 180º; esta es la suma de los ángulos del triángulo.
Cualquier triángulo en un espacio plano.
¡Pero el espacio no tiene por qué ser plano! Puede tener una curvatura negativa como la superficie de una silla de montar cuando la suma de los ángulos es menor a 180º. Puede curvarse positivamente, como la superficie de una esfera, cuando la suma de los ángulos es superior a 180º. Si te paras en el ecuador de Sudamérica, uno de tus amigos se encuentra en el ecuador de África y el otro en el Polo Norte, encontrarás que la diferencia de ángulo será grande. La suma de los ángulos resultará más cercana a 270º que a 180º. No tenemos amigos en el espacio, pero tenemos algo igual de bueno: fluctuaciones en la radiación de fondo. Dependiendo de la curvatura del espacio, deberían verse completamente diferentes.
Hicimos observaciones y encontramos algo sorprendente: el universo, por lo que sabemos, es plano. Muy, muy llano. Los últimos datos de los experimentos de Planck y el Sloan Digital Sky Survey sugieren que si el universo está curvado, positiva o negativamente, se nota en una escala al menos 400 más grande que la parte del universo que observamos. Y podemos ver una parte de ella con un diámetro de 92 mil millones de años luz.
Entonces, el Big Bang sucedió en todas partes simultáneamente, hace 13.8 mil millones de años, y nuestro universo es espacialmente plano según nuestras mejores mediciones. El Big Bang no ocurrió en algún momento, y podemos juzgar esto por la isotropía extrema y la homogeneidad del universo. Estas propiedades son tan precisas que cuando nos encontramos con una inhomogeneidad con una desviación del 0,01% de la media, ya pensamos que algo anda 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 se opondrá a ti. Es solo que todo y todo, en todo el Universo, puede decir lo mismo de sí mismo.
