Big Bang
English: Big Bang

Cosmología física
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De acuerdo con el modelo del Big Bang, el universo se expandió a partir de un estado extremadamente denso y caliente y continúa expandiéndose hasta el día de hoy.

Por Big Bang, también llamada la Gran Explosión,[2]​ Las teorías sobre el Big Bang no describen, en realidad, este hecho en sí, sino el Universo temprano, en su evolución temporal después del Big Bang.

El término Big Bang no se refiere a una explosión en un espacio ya existente, sino que designa la creación conjunta de materia, espacio y tiempo, a partir de lo que se conoce como una singularidad. Para entender a qué hace referencia el término «singularidad», uno debe imaginarse el desarrollo del Universo en expansión en sentido temporal inverso, retrocediendo hacia el pasado, hasta llegar al punto en el que la densidad de materia y energía se hace infinita[3]​. De acuerdo con esto, durante un breve instante después del Big Bang, la densidad del Universo tiene que haber sido superior a la densidad de Planck. En este estado, la teoría de la relatividad general carece de validez; para explicar la situación del Universo en ese momento habría que recurrir a una teoría, aún desconocida, de gravedad cuántica. De ahí que la física actual no conozca ninguna teoría generalmente aceptada capaz de explicar el Universo en sus inicios ni el propio Big Bang.

Transcurrido aproximadamente un microsegundo después del Big Bang, el Universo ya se había expandido y enfriado lo suficiente como para que su desarrollo posterior estuviera determinado por procesos que podemos observar en la física de partículas.

Las teorías del Big Bang se ocupan de la evolución del Universo en un rango temporal que abarca desde un tiempo de Planck (aprox. 10 ´43 segundos) después del Big Bang hasta entre 300.000 y 400.000 años más tarde, cuando ya se empezaban a formar átomos estables y el Universo se hizo transparente. [4]​Lo que viene después ya no forma parte del Big Bang.

La teoría del Big Bang es el modelo cosmológico predominante para los períodos conocidos más antiguos del universo y su posterior evolución a gran escala.[10]​ Después de la expansión inicial, el universo se enfrió lo suficiente para permitir la formación de las partículas subatómicas y más tarde simples átomos. Nubes gigantes de estos elementos primordiales se unieron más tarde debido a la gravedad, para formar estrellas y galaxias.A mediados del siglo XX, tres astrofísicos británicos, Stephen Hawking, George F. R. Ellis y Roger Penrose, prestaron atención a la teoría de la relatividad y sus implicaciones respecto a nuestras nociones del tiempo. En 1968 y 1979 publicaron artículos en que extendieron la teoría de la relatividad general de Einstein para incluir las mediciones del tiempo y el espacio.[12]​ De acuerdo con sus cálculos, el tiempo y el espacio tuvieron un inicio finito que corresponde al origen de la materia y la energía.

Desde que Georges Lemaître observó por primera vez, en 1927, que un universo en permanente expansión debería remontarse en el tiempo hasta un único punto de origen, los científicos se han basado en su idea de la expansión cósmica. Si bien la comunidad científica una vez estuvo dividida en partidarios de dos teorías diferentes sobre el universo en expansión, el Big Bang y la teoría del estado estacionario, la acumulación de evidencia observacional proporciona un fuerte apoyo para la primera.[13]

En 1929, a partir del análisis de corrimiento al rojo de las galaxias, Edwin Hubble concluyó que las galaxias se estaban distanciando, una prueba observacional importante consistente con la hipótesis de un universo en expansión. En 1964 se descubrió la radiación de fondo cósmico de microondas, lo que es una prueba crucial en favor del modelo del Big Bang, ya que esta teoría predijo la existencia de la radiación de fondo en todo el universo antes de ser descubierta. Más recientemente, las mediciones del corrimiento al rojo de las supernovas indican que la expansión del universo se está acelerando, aceleración atribuida a la energía oscura.[17]

Introducción

Imagen proporcionada por el telescopio espacial Hubble del espacio lejano, cuando el universo era más caliente y más concentrado, de acuerdo con la teoría del Big Bang.

La expresión big bang proviene del astrofísico inglés Fred Hoyle, uno de los detractores de esta teoría y, a su vez, uno de los principales defensores de la teoría del estado estacionario, quien dijo, para explicar mejor el fenómeno, que el modelo descrito era simplemente un big bang (gran explosión).[19]​ Recientes ingenios espaciales puestos en órbita (COBE) han conseguido observar evidencias de la expansión primigenia.

La idea central del Big Bang es que la teoría de la relatividad general puede combinarse con las observaciones de isotropía y homogeneidad a gran escala de la distribución de galaxias y los cambios de posición entre ellas, permitiendo extrapolar las condiciones del universo antes o después en el tiempo.

Una consecuencia de todos los modelos de big bang es que, en el pasado, el universo tenía una temperatura más alta y mayor densidad y, por tanto, las condiciones del actual son muy diferentes de las condiciones del universo en el pasado. A partir de este modelo, George Gamow en 1948 predecía que habría evidencias de un fenómeno que más tarde sería bautizado como radiación de fondo de microondas.