Alberto Lacasa

Reflexiones sobre televisión y cine

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Big Bang, la teoría del microondas

Está claro que el ser humano siempre ha intentado saber de dónde venía. Y las teorías creacionistas (Dios nos hace a su imagen y semejanza) han funcionado durante siglos. Pero un día, a alguien le dio por mirar al cielo y preguntarse cómo funcionaba todo aquello tan bonito del cielo. Entonces llegó Newton y descubrió la gravedad. Los cuerpos se atraen entre si. Y surge la pregunta.

Si las estrellas se atraen entre si, deberían ir acercándose hasta juntarse, ¿no? Newton no tenía respuesta para eso. Llegó a la conclusión que universo era infinito, así que siempre encontraríamos un grupo de estrellas un poco más allá que impedirían que las de más cerca se juntaran, llegando a un equilibrio. Pero había un problema. Si eso fuera así, cada uno de los puntos de nuestro cielo acabaría en una estrella. O sea, en un punto de luz. En consecuencia, la noche debería ser tan luminosa como el día.

La teoría evolucionó. Algunos físicos, a principios del s. XX detectaron las galaxias y nebulosas estaban separándose de nosotros. Así que universo se expandía. De esta manera ya no hacía falta un universo infinito. Sólo había que encontrar la causa de esa expansión.

El primero en proponer la teoría del Big Bang fue George Gamow, un ruso nacionalizado estadounidense. Aquí vamos a acabar con un mito; el Big Bang no es una gran explosión que escupió materia por el espacio. En realidad, la teoría lo que dice es que, al principio, toda la materia y todo el espacio estaban concentrados en un sólo punto de densidad infinita. Tras el Big Bang, el espacio en si mismo se hacía más grande y, por tanto, la distancia entre las partículas se hacía mayor. ¿No lo entendéis? No os preocupéis, yo tampoco.

Hubble, que antes de ser un telescopio era una persona, calculó la velocidad a la que se separaban las galaxias y obtuvo lo que se conoce como ley de Hubble. ¿Os habéis fijado que la sirena de una ambulancia no suena igual cuando se acerca que cuando se aleja? Cuando se acerca suena muy aguda pero, en cuanto nos supera, se vuelve grave. Es lo que se conoce como efecto Doppler. La luz, que se comporta como una onda, sufre el mismo fenómeno. Cuando una galaxia se aleja se ve más roja. Si se acerca, la vemos más azul.

Como sabéis, el método científico exige que cada nueva teoría ha de predecir cosas con las que comprobar si es válida o no. De ser cierta la teoría del Big Bang debíamos ser capaces de encontrar lo que se conoce como radiación cosmológica de fondo o fondo de microondas.

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Cuando miramos al cielo y vemos una estrella no estamos viendo el presente de esa estrella sino cómo era esa estrella miles de años atrás. Conforme más lejanas son, más antiguas. Así, si queremos entender el universo antiguo, sólo tenemos que buscar estrellas lo suficientemente alejadas.

¿Hay un límite? Sí, lo hay. En los primeros años, unos 380 mil años, la temperatura del universo era tan alta que no había luz. Hizo falta que se formaran los primeros átomos de hidrógeno, el átomo más sencillo y pequeño, para que los fotones, o sea, la luz, corrieran libremente.

Justo en ese momento, se alzanzó una temperatura de unos 3000 K (algo más de 2700ºC). Ese calor se ha ido disipando a lo largo de los 14 mil millones de años del universo. Pero, si la teoría del Big Bang era cierta, debía quedar un pequeño rastro. El fondo de microondas es ese rastro que detectamos hace ya muchos años.

Pero no todo lo que reluce es oro. El Big Bang se encuentra con unas cuantas dificultades, y alguna de ellas, seria;

1º/ Imagina una barra de hierro. Encendemos un fuego y la acercamos. Eso calentará las moléculas que queden cerca del fuego. Y estas calentarán a sus vecinas hasta que toda la barra tenga la misma temperatura. Pero si esta barra fuera enorme, nos costaría mucho que el calor llegara a los lugares más alejados. Es decir, sería difícil conseguir un equilibrio térmico. Ahora imagina el universo; tenemos partículas muy alejadas entre si, por lo que imaginar que todas las partículas tengan la misma temperatura parece improbable. Lo que los físicos esperaban encontrar en el fondo de microondas era que el calor residual que quedara de aquella explosión variara mucho en función de la dirección en la que la tomáramos la temperatura. En cambio, todos los puntos parecen tener temperaturas parecidas. Eso juega en contra del Big Bang.

2º/ Esto que viene ahora es muy difícil de visualizar. En nuestra vida cotidiana, observamos objetos con diversas formas geométricas (planos, esferas…). El universo, que recuerdo que tiene 4 dimensiones (3 de espacio y 1 de tiempo), también podría tomar diversas formas. En concreto, las más importantes; plana (la más intuitiva), esférica (si partes de un punto y sigues una línea recta, acabas volviendo a ese punto otra vez) o hiperbólica (que es parecida a la montura de un caballo). Las mediciones dicen que vivimos en un universo casi plano. El problema es que, por lo visto, un universo casi plano debería derivar muy rápido en uno esférico. Y eso no es lo que está sucediendo. Sigue siendo casi plano.

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Le hemos buscado una explicación a esto, y la única razonable sería que, en una edad muy temprana, el universo se expandiera a una velocidad superior a la de la luz. Es lo que se conoce como modelo inflacionario [AÑADIDO: A 18/03/2014 parece que este modelo ha sido comprobado]. Pero eso acarrea otras consecuencias de las que hablaré otro día.

Que nadie se asuste. La teoría del Big Bang tiene muchos puntos a favor y está muy aceptada por la comunidad científica. Pero eso no quiere decir que no tenga puntos débiles ni que tenga que ser lo que, en realidad, sucedió. Y eso es bueno porque sus posibles errores son puertas a un mayor conocimiento en el futuro.

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