Hace unos 13.800 millones de años, el Big Bang dio origen a todo, en todas partes y en todo momento: todo el universo conocido. ¿Qué causó el Big Bang? ¿Qué ocurrió en ese primer instante al comienzo del Big Bang? ¿Cuándo se formaron las primeras estrellas?
Aunque aún se desconoce la duración exacta del «Período Inflacionario», los científicos suelen usar 10-33 segundos como ejemplo típico.
Este lapso de tiempo es tan corto que caben más segundos en un segundo que los transcurridos desde el Big Bang.
Nuestro conocimiento de los eventos y las fuerzas que moldearon el Universo primitivo depende de nuestra capacidad para comprender las condiciones más extremas.
Por un lado, el origen del Universo fue incomprensiblemente pequeño, con dimensiones mucho menores que las de las partículas subatómicas más pequeñas conocidas, y se transformó por completo en un período inconmensurablemente breve, mucho más corto que cualquier escala de tiempo observable.
Por otro lado, las densidades y temperaturas eran extraordinariamente altas, muy superiores a las existentes en el Universo actual.
Para estudiar el nacimiento del Universo, científicos del Centro de Astrofísica de Harvard y el Instituto Smithsoniano viajan al sitio de observación más remoto del planeta: el Polo Sur.
Debido a la ausencia de vapor de agua en el aire, este es uno de los mejores sitios para observar el CMB. La Estación Amundsen-Scott del Polo Sur incluye BICEP3, el Conjunto Keck y el Telescopio del Polo Sur, todos diseñados específicamente para buscar indicios de inflación en el CMB.
Grandes nubes de hidrógeno emiten ondas de radio a una frecuencia específica.
Los astrónomos estudian la señal para pesar las galaxias cercanas y medir su movimiento espacial.
Para estudiar la lejana edad oscura cósmica, LEDA trabaja con un radiotelescopio a medida para identificar las señales correspondientes del hidrógeno generadas al final de la edad oscura, menos de 100 millones de años después del Big Bang, o menos del 1 % de la edad del universo.
La señal será muy tenue, pero el estudio revelará cómo se formaron las primeras estructuras a gran escala del universo y las primeras estructuras a pequeña escala: estrellas y agujeros negros.
Para complementar la investigación de LEDA sobre la edad oscura cósmica, científicos del Instituto CFA de Teoría y Computación realizan simulaciones del Universo primitivo y de cómo se formaron las primeras estrellas. Tras la primera aglomeración de la materia oscura, esta atrajo grandes nubes de hidrógeno.
Cuando las nubes crecieron lo suficiente, el calor y la presión de la gravedad comenzaron a fusionar el hidrógeno, dando origen a la primera estrella.
Las simulaciones predicen que estas primeras estrellas eran enormes, quizás cientos de veces más grandes que nuestro Sol.
Estrellas de este tamaño consumen su combustible con extrema rapidez y mueren espectacularmente en una supernova, a veces dejando tras de sí un agujero negro.
Estos agujeros negros podrían ser el germen de los agujeros negros super masivos que encontramos actualmente en el centro de grandes galaxias, incluida la Vía Láctea.
Los estudios del Universo Temprano pueden proporcionar información significativa sobre nuestros orígenes, y los científicos del Centro de Astrofísica están a la vanguardia.
En un instante tan fugaz e inconmensurablemente pequeño, los científicos teorizan que al Big Bang le siguió un «Período Inflacionario».
En una milmillonésima de una billonésima de una billonésima de segundo, el Universo creció por un factor de 10²6 , comparable a una sola bacteria expandiéndose hasta alcanzar el tamaño de la Vía Láctea.
La inflación proyectó fluctuaciones cuánticas infinitesimales en el Universo joven a escalas cósmicas, dejando algunas zonas con un poco más o un poco menos de materia. Estas variaciones se convirtieron en el andamiaje de la estructura del Universo.
A medida que el Universo se expandía, el plasma hirviente de partículas subatómicas se enfrió para formar hidrógeno, los primeros átomos.
La luz pudo viajar sin impedimentos a través del Universo por primera vez, un tenue resplandor de radiación que lo impregna todo. Este Fondo Cósmico de Microondas (CMB) es la fuente de luz observable más antigua, una reliquia que queda de cuando el Universo tenía tan solo 380.000 años.
Los científicos creen que el CMB aún conserva rastros de inflación y, con ello, una ventana a los primeros momentos de nuestro Universo. Centro de Astrofísica | Científicos trabajan arduamente en la construcción y operación de telescopios, como BICEP3, para observar las intrincadas características de esta radiación, proporcionando pistas sobre la estructura y la historia del Universo.
Si bien la teoría de la inflación es la propuesta más popular, el Big Bang podría tener un origen diferente.
Por ejemplo, en otras teorías, el Big Bang fue el resultado de un rebote de un Big Crunch del universo entero. Científicos del Instituto de Teoría y Computación trabajan para proponer nuevos métodos para determinar qué teoría es correcta mediante observaciones astrofísicas y el descubrimiento del origen exacto del Big Bang mediante experimentos.
Tras enfriarse lo suficiente el Universo como para permitir la formación de átomos, lo que antes era un lugar increíblemente cálido y brillante se volvió frío y oscuro.
La gravedad amplificó lentamente pequeñas irregularidades en la distribución del gas, formando vacíos y enormes nubes de hidrógeno.
A medida que la gravedad impulsaba el colapso de las nubes, estas se llenaron de algo nuevo: estrellas. ¿Cuánto tiempo transcurrió entre el Big Bang y el «amanecer cósmico»?
Los científicos plantean la hipótesis de que, a diferencia de las estrellas actuales, las primeras eran masivas y de corta duración.
A medida que generaciones tras generaciones morían, ¿se dejaron atrás agujeros negros en masa? ¿Fueron estas semillas las que dieron origen a las singularidades super masivas que se sabe que existen en los centros de las galaxias actuales
Los científicos carecen de observaciones directas de esta época para comprobar hipótesis.
Es una «edad oscura», tanto literal como figurativamente.
Centro de Astrofísica | Científicos de Harvard y Smithsonian formularon el Experimento de Gran Apertura para Detectar la Edad Oscura (LEDA) en un esfuerzo por determinar cuándo se formaron las primeras estrellas y agujeros negros, y para probar las hipótesis de los cosmólogos sobre las condiciones en el universo antes de las estrellas.
Hasta una millonésima de segundo después, cuando llegaron los hadrones, formados por combinaciones de quarks, principalmente protones y neutrones.
Fue también este el momento en que la materia ganó la primera de varías asimétricas batallas a la antimateria, evitando que el universo se convirtiera en una sopa de fotones.
Por suerte no fue así.
Los neutrinos se desacoplaron de todo tras el primer segundo de existencia y dejaron de interaccionar con el resto de la materia
. Aunque los quarks ya se habían enfriado y formado pequeños grupos, los leptones seguían encadenando colisión tras colisión.
Tras aproximadamente 3 segundos también ellos se cansaron, dando paso a la época del fotón.
En los primeros minutos del universo empezaron a formarse núcleos de deuterio, helio e incluso pequeñísimas cantidades de litio
Tras decenas de miles de años aparecieron las primeras grandes estructuras que darían lugar a galaxias y cúmulos de galaxias y tras los primeros cien mil años, la primera molécula y poco después, se hizo la oscuridad
. El universo, que había sido opaco hasta entonces, se volvió transparente. Electrones y núcleos atómicos pudieron al fin combinarse y recombinarse y acabó la era del fotón, dando paso a una época de tinieblas.
Varios cientos de millones de años después se formaron las primeras estrellas. Con ellas llegaron nuevos elementos químicos y galaxias, nebulosas, supernovas y los primeros planetas.
Al cabo de mil millones de años más o menos empezó a formarse la Vía Láctea, y más tarde el Sol, el resto de planetas y la Tierra, que hace 4500 millones de años no era más que una bola de magma incandescente.
Con el tiempo fue enfriándose, el vapor de agua fue precipitando y formando océanos. Allí, entre polvo de estrellas, fuentes termales y luz solar, la química tomó el protagonismo y empezó a juntar átomos y moléculas hasta que apareció una molécula capaz de copiarse a sí misma y de cometer errores en el proceso que con el tiempo la hicieron todavía más capaz de copiarse a sí misma.
Todo esto daría, con el tiempo, a la vida tal y como la conocemos.
Esta vida fue desarrollando capas, fluidos, y moléculas especializadas
en, por ejemplo, procesar CO2 liberando inútiles moléculas de O2,
inventando con ello la fotosíntesis.
Otros inventos útiles y dignos de mención a lo largo de la historia de la evolución de la vida en la Tierra han sido el ADN, las miticondrias, el núcleo celular, el sexo, la multicelularidad, los músculos y tejidos nerviosos, la pared celular, la endotermia o las flores.
A lo largo de miles de millones de años toda la vida se desarrolló en los océanos y desde hace unos 500 millones de años también en tierra firme. Tras varias extinciones masivas y tras llevar viviendo en la sombra unos 100 millones de años llegó el turno de los mamíferos.
Hace unos 6 millones de años uno de esos mamíferos, un simio, comenzó a separarse en varias especies, que seguirían evolucionando hasta dar lugar a una especie que crearía rocas puntiagudas, dominaría el fuego y lo utilizaría para cocinar y hasta empezaría a usar vestimenta.
Mientras esto ocurría su cráneo iba creciendo y su cerebro haciéndose cada vez más complejo.
Con el tiempo llegaron también los primeros dibujos, la joyería, los rituales funerarios y el trueque, pero todo cambió cuando hace unos 10000 años este curioso simio inventó la agricultura.
Con ella llegaron otra innovaciones como el comercio, los gobiernos, los impuestos e incluso las pandemias.
Con la agricultura llegó también la domesticación animal, la tolerancia adulta a la lactosa o el desarrollo de la industria y el conocimiento que nos traerían invenciones que nos ayudarían a construir mejor, a ver mejor, a orientarnos mejor, a recopilar y transmitir información mejor, a explotar mejor o a construir máquinas que hagan todo eso mejor de lo que ningún humano podría jamás.
De cada uno de los sucesos aquí mencionados podrían escribirse (y se han escrito probablemente) libros enteros.
Sirva esto como un pequeño resumen de una historia (antropocéntrica) del universo.
Y aún nos falta conocer más de nuestro universo que nos sorprende cada día.
NO SE DEBE SER DÉBIL, SI SE QUIERE SER LIBRE
