por Antes del Big Bang
La teoría de la gravitación en el espacio-tiempo plano se resume brevemente y se aplica a los modelos cosmológicos. Estos modelos comienzan con un campo gravitatorio y sin materia. La energía gravitacional se convierte en materia y la energía total se conserva. El universo que surge no tiene una singularidad (no hay big bang) y no se expande. El corrimiento al rojo es un efecto gravitacional. Se produce al convertir la energía gravitatoria en materia cambiando el campo gravitatorio. Esta es otra teoría de la gravitación diferente de la relatividad general que también da los resultados actualmente más aceptados de la relatividad general para campos gravitacionales débiles pero no tiene los problemas de la relatividad general con un big bang.
El universo actualmente más aceptado se basa en la teoría general de la relatividad (RG) de Einstein. La aplicación de la RG a los modelos cosmológicos planos da como resultado un universo en expansión con una singularidad al principio, el llamado big bang. El universo debe tener una inflación cósmica al principio para explicar nuestro gran universo.
El Big Bang
Las pruebas científicas apuntan a un origen en algún momento entre 10.000 y 20.000 millones de años atrás. La teoría del Big Bang es universalmente aceptada por quienes investigan el desarrollo del universo, las galaxias y las estrellas como la causa del origen del universo. La teoría del Big Bang dice que el universo se ha desarrollado expandiéndose a partir de un estado denso y caliente en el que todo explotó alejándose de todo lo demás. La causa de esta explosión no forma parte de la teoría del Big Bang. Debe considerarse como algo desconocido en este momento, aunque hay muchas ideas sobre la causa.
Fig. 14–El fondo cósmico de microondas es la radiación posterior al Big Bang. Aquí se muestran las fluctuaciones cosmológicas de la temperatura del fondo de microondas realizadas por el satélite Cosmic Background Explorer (COBE) (Spergel et al., 1999). Aunque son extremadamente uniformes en todo el cielo, las minúsculas variaciones de temperatura pueden ofrecer una gran información sobre el origen, el desarrollo y la estructura inicial del universo.
La mayor parte de la materia del universo está formada por elementos ligeros como el hidrógeno y el helio, además de un tipo adicional de materia oscura fría desconocida que aún no se conoce bien. Los elementos más pesados, como el carbono, el oxígeno y el silicio, necesarios para formar las rocas y los organismos vivos, se formaron en generaciones anteriores de estrellas que explotaron, dispersando los elementos por toda la galaxia. Estos elementos, a veces denominados cenizas, formaron parte de la materia que se agrupó para formar nuestro sistema solar. Los planetas como la Tierra están formados principalmente por los elementos más pesados. Se sabe que la Tierra tiene unos 4.500 millones de años; el universo es al menos tres veces más antiguo. Tuvieron que pasar muchas cosas para que se formara la Tierra.
De qué está hecho el universo
El Big Bang es la teoría científica mejor sustentada sobre cómo se creó el universo. Hace 13.700 millones de años no había nada ni en ninguna parte. Todo lo que existía estaba contenido en una partícula subatómica que era miles de millones de veces más pequeña que un átomo. En una fracción de segundo, esta partícula increíblemente pequeña se estiró y se infló hasta alcanzar un tamaño inimaginablemente enorme. El espacio, el tiempo y las partículas fundamentales del universo se crearon en ese instante.
Todas las estrellas comienzan su vida como nubes de gas y polvo que se llaman nebulosas. Las partículas de una nebulosa comienzan a atraerse, por lo que su masa combinada aumenta. Por lo tanto, tienen más gravedad que atrae aún más partículas. Finalmente, habrá suficientes partículas bajo un intenso calor y presión en el núcleo central y podrá producirse la fusión nuclear. La estrella se enciende y se convierte en una estrella en pleno funcionamiento.
Dependiendo de la cantidad de material en la nebulosa, se forma una estrella media (como el Sol) o una estrella supermasiva. A medida que la estrella quema su combustible, pierde masa; por lo tanto, tiene menos gravedad y su tamaño aumenta. Una estrella media se convierte en una gigante roja. A medida que sigue quemando combustible, la gigante roja se hace muy grande. Entonces, las capas exteriores se desprenden creando una nebulosa planetaria y queda el núcleo interno de la estrella, llamado estrella enana blanca.
Cómo se creó el universo
Saltar al contenido principalArchivo digital y cuatrienalSuscribirseArchivo digital y cuatrienalSuscribirseEl CÚSCULO DE LA GALAXIA es representativo de cómo era el universo cuando tenía el 60 por ciento de su edad actual. El telescopio espacial Hubble capturó la imagen enfocando el cúmulo mientras completaba 10 órbitas. Esta imagen es una de las exposiciones más largas y claras jamás producidas. Varias parejas de galaxias parecen estar atrapadas en el campo gravitatorio de la otra. Este tipo de interacciones son poco frecuentes en los cúmulos cercanos y son una prueba de que el universo está evolucionando. Anuncio
Nota del editor (10/8/19): El cosmólogo James Peebles ganó el Premio Nobel de Física 2019 por sus contribuciones a las teorías sobre cómo comenzó y evolucionó nuestro universo. Describe estas ideas en este artículo, que coescribió para Scientific American en 1994.
En un instante determinado, hace aproximadamente 15.000 millones de años, toda la materia y la energía que podemos observar, concentradas en una región más pequeña que una moneda de diez centavos, comenzaron a expandirse y a enfriarse a un ritmo increíblemente rápido. Cuando la temperatura descendió a 100 millones de veces la del núcleo del sol, las fuerzas de la naturaleza asumieron sus propiedades actuales y las partículas elementales conocidas como quarks vagaban libremente en un mar de energía. Cuando el universo se había expandido 1.000 veces más, toda la materia que podemos medir llenaba una región del tamaño del sistema solar.
