Imagina que todo lo que existe, cada estrella, cada galaxia, incluso el espacio y el tiempo, alguna vez estuvo comprimido en un punto increíblemente caliente y denso, más pequeño que un átomo. Hace aproximadamente 13.800 millones de años, ese punto se expandió explosivamente, dando inicio al universo tal como lo conocemos.
Esa es la esencia de la teoría del Big Bang, el modelo cosmológico dominante que describe el origen y la evolución de nuestro vasto cosmos.
¿Una explosión o una expansión? La clave del Big Bang
Es crucial entender que el Big Bang no fue una explosión convencional que ocurrió en un lugar específico del espacio, como una bomba que estalla y lanza escombros. Más bien, fue una expansión del espacio mismo que ocurrió en todas partes a la vez. No hay un “centro” de la explosión; el universo simplemente se expande por todas partes. Esta teoría se basa en varias observaciones y pruebas clave.
En la década de 1920, el astrónomo Edwin Hubble observó que las galaxias se están alejando unas de otras, y cuanto más lejos están, más rápido se alejan. Esto sugiere que el universo se está expandiendo, y si rebobinamos esa expansión en el tiempo, todo converge a un punto de origen.
Además, la Radiación Cósmica de Fondo de Microondas (CMB), descubierta por accidente en 1964, es el “resplandor” o el “eco” del Big Bang. Esta radiación es la luz más antigua del universo, una especie de neblina homogénea de microondas que llena todo el espacio. Su existencia y sus propiedades, como su temperatura de -270°C y su distribución uniforme, son una prueba contundente de un universo temprano, caliente y denso.
También, las proporciones de hidrógeno, helio y litio observadas en el universo coinciden casi perfectamente con las predicciones del Big Bang sobre la nucleosíntesis primordial, el proceso por el cual estos elementos ligeros se formaron en los primeros minutos del universo. Finalmente, las observaciones de telescopios como el Hubble y el James Webb nos muestran galaxias evolucionando a lo largo del tiempo, formándose y agrupándose, lo que es consistente con un universo que comenzó denso y se fue expandiendo y enfriando.
Los primeros instantes: De la sopa cuántica a las estrellas
Aunque no podemos “ver” los primeros instantes, los científicos han teorizado sobre lo que pudo haber ocurrido después del Big Bang. En la Era de Planck, hasta los 10−43 segundos, todas las leyes conocidas de la física colapsan, siendo el reino de la gravedad cuántica, un misterio sin resolver.
Luego, en la Era de la Inflación, de 10−36 a 10−32 segundos, el universo experimentó una expansión exponencial rapidísima, que explicaría por qué el universo es tan uniforme a gran escala y por qué parece “plano”. A medida que el universo se enfriaba, comenzaron a formarse partículas subatómicas como cuarks y leptones.
Aproximadamente a los tres minutos, durante la nucleosíntesis primordial, los cuarks se unieron para formar protones y neutrones, que a su vez se fusionaron para crear los primeros núcleos de hidrógeno, helio y litio. Unos 380.000 años después, en el período de la recombinación, los electrones se unieron a los núcleos, formando los primeros átomos neutros, lo que permitió que el universo se volviera transparente y la luz (que hoy vemos como la CMB) pudiera viajar libremente por primera vez.
Posteriormente, durante las “Edades Oscuras”, hasta unos 400 millones de años, el universo era un lugar oscuro y frío, lleno de gas de hidrógeno y helio, antes de que la gravedad comenzara a agrupar las regiones más densas de gas, formando las primeras estrellas y, con ellas, las primeras galaxias, cuya luz puso fin a estas edades oscuras.
Misterios sin resolver: Más allá del Big Bang
Aunque el Big Bang es un modelo robusto, aún quedan grandes preguntas sin respuesta que impulsan la investigación cosmológica. Por ejemplo, ¿qué había “antes” del Big Bang? La teoría describe lo que pasó desde el Big Bang, no lo que lo causó, una pregunta que desafía nuestra concepción del tiempo mismo.
La Materia Oscura y la Energía Oscura, que constituyen alrededor del 95% del universo, son grandes enigmas de la cosmología moderna, ya que no las podemos ver ni tocar, pero sus efectos gravitacionales son evidentes. El destino del universo también es una incógnita: ¿se expandirá para siempre hasta volverse frío y vacío (“Big Freeze”)?
¿Se detendrá la expansión y se contraerá en un “Big Crunch”? ¿O hay otras posibilidades? Finalmente, la pregunta de si nuestro universo es el único es una idea fascinante y especulativa que surge de algunas versiones de la inflación cósmica, que postulan la existencia de múltiples universos.
El Big Bang nos ha dado un marco extraordinario para comprender nuestra existencia. Es una historia épica de cómo, de la nada aparente, surgió todo lo que conocemos, y cómo los misterios que aún encierra nos invitan a seguir explorando las profundidades del cosmos y las fronteras de nuestro conocimiento.