El Big Bang y la edad del universo

Qué significa el Big Bang

El Big Bang es la descripción científica de cómo el universo pasó de un estado inicial extremadamente caliente y denso al cosmos más frío y disperso que vemos hoy. El nombre suena a estallido, pero la idea trata en realidad de un estiramiento.

Desde entonces, el propio espacio no ha dejado de expandirse, separando las galaxias unas de otras. Al expandirse se enfrió, lo que permitió que se formaran partículas, luego átomos y después estrellas y galaxias a lo largo de miles de millones de años.

La teoría es una de las ideas mejor comprobadas de la ciencia. No intenta explicar por qué existe un universo, pero encaja con una gran variedad de mediciones cuidadosas.

Primera pista: el universo en expansión

En los años veinte, Georges Lemaître calculó que un universo que obedeciera la gravedad de Einstein podía estar expandiéndose. En 1929, Edwin Hubble demostró que las galaxias lejanas se alejan de nosotros, y que cuanto más lejos están, más rápido se alejan.

Ese patrón, hoy llamado ley de Hubble-Lemaître, es justo lo que se esperaría si el espacio se estirara en todas partes a la vez. La luz de las galaxias lejanas también se estira y se desplaza hacia colores más rojos; los astrónomos lo llaman corrimiento al rojo.

Si se pasa la expansión hacia atrás, como una película al revés, todo se acerca y se vuelve más denso y más caliente. Ese razonamiento apunta a un comienzo hace un tiempo finito.

Segunda pista: el fondo cósmico de microondas

Durante aproximadamente los primeros 380.000 años, el universo fue una niebla luminosa de partículas cargadas que la luz no podía atravesar. Cuando se enfrió lo suficiente para que se formaran átomos, la niebla se despejó y la luz pudo viajar libremente.

Esa luz antigua sigue llenando todas las direcciones del cielo. La expansión la ha estirado hasta convertirla en débiles microondas, hoy a solo unos 2,7 grados por encima del cero absoluto. Arno Penzias y Robert Wilson se toparon con ella en 1965 como un siseo persistente en su antena de radio.

Satélites como COBE, WMAP y Planck, de la ESA, cartografiaron diminutas ondulaciones de temperatura en este resplandor. Esas ondulaciones son las semillas de las galaxias posteriores, y ajustarlas a los modelos da la edad de unos 13.800 millones de años.

Tercera pista: los elementos ligeros

En los primeros minutos, todo el universo estaba lo bastante caliente como para fusionar núcleos, un poco como el núcleo de una estrella. Los cálculos predicen que ese breve periodo debió producir, en masa, unas tres cuartas partes de hidrógeno y una cuarta parte de helio, con trazas de deuterio y litio.

Cuando los astrónomos miden el gas y las estrellas más antiguos, encuentran casi exactamente esas proporciones. Las estrellas por sí solas no habrían podido fabricar tanto helio, así que la coincidencia es un fuerte apoyo a un universo primitivo caliente.

Qué significa "universo observable"

La luz viaja a una velocidad fija, así que solo podemos ver objetos cuya luz ha tenido tiempo de llegarnos desde que el universo se volvió transparente. Esa región a nuestro alrededor es el universo observable.

Cabría esperar que su radio fuera de 13.800 millones de años luz, pero es de unos 46.000 millones de años luz. La razón es que el espacio siguió expandiéndose mientras la luz viajaba, así que las fuentes están ahora mucho más lejos que cuando la luz salió de ellas.

Cada observador, en cualquier galaxia, tiene su propio universo observable centrado en él. Más allá de su borde casi seguro que hay más universo; simplemente aún no podemos verlo, y quizá nunca podamos.

Ideas equivocadas comunes

"Fue una explosión en un punto del espacio." No hay centro ni exterior. La expansión ocurre en todas partes, como los puntos de un globo que se separan todos entre sí al inflarlo.

"Las galaxias vuelan por el espacio alejándose de nosotros." Sobre todo, lo que crece es el espacio entre ellas. Las galaxias cercanas aún pueden acercarse unas a otras por la gravedad; la galaxia de Andrómeda viene hacia nosotros.

"El Big Bang explica el primerísimo instante." Nuestra física falla en los momentos más tempranos. Ideas como la inflación cósmica intentan describir esa época, pero qué hubo antes, si la pregunta tiene sentido, sigue abierto.

"Los científicos cambian la edad continuamente." Distintos métodos coinciden en unos 13.800 millones de años. Hay un pequeño desacuerdo, aún sin resolver, sobre el ritmo actual de expansión, conocido como tensión de Hubble, pero no echa por tierra el cuadro general.