La historia del cosmos – El origen

publicado el 30 Sep, 2013 Astronomía Blog

  Desde que era pequeño siempre pensé que los seres humanos formábamos parte de algo mucho más grande. Tan grande como el Universo en el que vivimos. Nunca olvidaré la primera vez que observé el cielo desde el telescopio de un gran amigo. De repente, sentí una gran intriga sobre por qué debían estar allí aquellas estrellas, lunas y planetas. Sobre cómo debían de ser. Sobre si había muchos más. Y si así era, dónde se encontraba el límite de aquel océano cósmico que se acababa de presentar ante mis ojos.

  Aquel instante de eternidad cambió mi vida. Ya que todas las decisiones que tomé a partir de entonces, como estudiar Ciencias e Ingeniería, estuvieron motivadas para satisfacer esa espiritual curiosidad que, desde aquella noche, me invade cada vez que contemplo el Cosmos.

  A través de esta saga de artículos que presento, iniciaremos un viaje por el espacio y el tiempo, para descubrir verdades elegantes, de correlaciones exquisitas de una maquinaria fascinante, la Naturaleza.

  Cada historia tiene un comienzo, y la nuestra, la más importante de todas, también lo tiene. El Origen de Todo no tiene ni lugar ni fecha determinada, ya que antes de cierto evento que ocurrió, la palabra espacio o tiempo carecían de sentido. Y fue entonces cuando toda la materia y la energía de nuestro universo actual, que se hallaban mezcladas en un plasma cósmico de exóticos elementos, estallaron en el súmmum de todas las explosiones que ha habido y que habrá jamás.

  Cada vez que imagino la envergadura de aquel instante de singular grandeza, acude a mi mente un gran fulgor de luz acompañado por un millar de deflagraciones cobrizas, mientras que multitudes de esferas concéntricas, a modo de ondas expansivas, se iban abriendo paso a través de las tinieblas del infinito vacío.

  La magnitud de la explosión fue tal, que materia y energía salieron despedidas a una velocidad superior a la de la luz (en próximos artículos aclararemos esto), creando espacio y tiempo allá donde penetraban. Con esta gran explosión inicial o Big Bang, la hermosa sinfonía cósmica acababa de comenzar.

  Pero un curioso lector podría preguntarse ¿cómo es posible que se pueda conocer algo que ocurrió al principio de los tiempos? ¿Algo que tuvo lugar en el pasado? Para responder estas cuestiones, es imprescindible realizar antes un pequeño inciso básico de física de ondas.

  Se conoce en física como efecto Doppler al aparente cambio en la frecuencia de las ondas (sonoras o electromagnéticas) emitidas por un emisor que, se acerca o aleja de un observador determinado. En el caso de ondas sonoras, si nuestro emisor fuera por ejemplo, una avioneta que aparece en el horizonte, a medida que se nos acercara oiríamos de forma más aguda el ruido provocado por su motor. Mientras que cuando se alejara, escucharíamos su motor más grave. Ahora bien, la aplicación que nos interesa es en el caso de ondas electromagnéticas. Si nuestro emisor de ondas fuera, en este caso, una galaxia lejana acercándose a nuestro planeta, veríamos las líneas características de su espectro electromagnético en tonalidades azules. Este hecho se conoce como desplazamiento al azul. Por el contrario, si aquella galaxia estuviera alejándose, veríamos sus líneas características en tonalidades rojas o desplazamiento al rojo. Y es por eso por lo que simplemente observando la luz emitida de los cuerpos celestes, podemos determinar su movimiento relativo con respecto de nosotros (imagen 1).

  Volviendo a nuestra pregunta anterior, ¿cómo es posible que a día de hoy, podamos tener constancia de la cósmica explosión con la que comenzó todo el Universo? Numerosas observaciones astronómicas realizadas durante el siglo XX nos han mostrado, a través de nuestro ya conocido efecto Doppler, que las galaxias se están separando entre ellas, por lo que es sencillo deducir que en el pasado debieron de haber estado más juntas. Pero una vez asimilado esto, caben dos opciones. Que nuestro Universo fuera como una especie de muelle tridimensional en el que todos sus elementos se expandieran, y que a partir de cierta distancia crítica, volvieran a contraerse cruzándose entre sí dando lugar a una nueva expansión. Es lo que llamaríamos un Universo oscilante. O bien, una segunda opción en la que todos los elementos del Universo no se cruzaran, sino que todos ellos hayan estado contenidos al principio del tiempo en un solo punto de densidad y temperatura prácticamente infinita. Es lo que llamaríamos Universo en expansión.

  Según los matemáticos teoremas que los físicos Sir Roger Penrose y Stephen W. Hawking dieron a conocer en un revolucionario artículo publicado en 1970, se logró demostrar que el modelo de Universo en expansión era la opción correcta. Para ello, se basaron en la idea previamente justificada (y sobre la que volveré en futuros artículos) de que el espacio y el tiempo dejaban de existir en las proximidades de un cuerpo celeste denominado agujero negro (imagen 2). Hecho conocido en astrofísica como singularidad espaciotemporal. Entonces, sólo tuvieron que invertir matemáticamente esta idea, de tal forma que si el espacio y el tiempo morían en una singularidad, irremediablemente tendrían que nacer en otra, es decir, en el propio Big Bang.

  De esta elegante forma quedó probada la gran explosión con la que comenzó todo. A través del nacimiento y muerte del intangible tejido espaciotemporal. Es como si la Naturaleza misma nos hablara sobre nuestro propio destino personal a través de una colosal metáfora universal. A partir de entonces, el Universo se expandió a través de las fronteras de la nada, albergando en su interior multitud de cuerpos celestes que —como si de un complejo reloj formaran parte— orbitan los unos sobre los otros en una cósmica danza que continúa hasta nuestros días (imagen 3).

  A través de este primer viaje hacia el Origen de todo, hemos contemplado la belleza de aquel instante en el que la Naturaleza puso en marcha la extraordinaria maquinaria cósmica de la que todos formamos parte. Pero, ¿qué ocurrió justo después de esta gran explosión? ¿hacia dónde y hasta cuándo se seguirá expandiendo el Universo? ¿Tendrá dicha expansión algún límite teórico, o estaremos viajando a través de la nada durante toda la eternidad?

  La curiosidad siempre ha caracterizado al ser humano. Ese deseo de saber los porqués de la Naturaleza que le ha rodeado. Desde lo más pequeño hasta lo más grande. Sin embargo, todo está conectado. Incluidos nosotros. Conectados por aquella épica explosión de la que una vez fuimos parte. Somos una forma que tiene el Universo de conocerse a sí mismo. Somos el Cosmos.

Bibliografía:
Hawking S.W.: “La Historia del Tiempo”. Editorial Crítica (1988).
Hawking S.W.: “El Universo en una Cáscara de Nuez”. Editorial Crítica/Planeta (2002).
Penrose R.: “El Camino a la realidad. Una guía completa de las leyes del universo”. Editorial Debate (2006).
 
Ilustraciones:
Gary Tonge y Facundo Díaz

1 comentario

  1. José Manuel dice:

    Muy buen artículo divulgativo. Saludos