El Universo en expansión: IV. el modelo de la Gran Explosión


Como comentamos en los últimos artículos, existen por los menos tres evidencias observacionales que sugieren que el Universo se encuentra en expansión y que tuvo un principio con altas densidades y temperaturas: la recesión de las galaxias, el fondo de radiación de microondas y la abundancia de helio. El modelo de la Gran Explosión es el único que concuerda con estas observaciones y a la fecha no hay un modelo alternativo que las explique. Sin embargo, cuando este modelo se elabora con detalle surjen algunos problemas que hacen pensar si en realidad hubo o no una Gran Explosión.

El modelo va mas o menos como sigue: hace entre 10 y 15 mil millones de años el Universo se inició en una Gran Explosión donde todo era radiación y partículas elementales. El desarrollo del Universo estaba ya predeterminado por su densidad la cual determinó desde un principio la tasa de expansión, y si esta debería ser irreversible o si continuaría para siempre. Como haya sido, complejas interacciones entre partículas y radiación ocurrieron en los primeros instantes. Unos cien segundos después del inicio, cuando la temperatura del Universo bajó a unos mil millones de grados, algunos protones y neutrones se combinaron para formar prácticamente todos los núcleos de helio que existen hoy en día. Trescientos mil años después, la temperatura había descendido a tres mil grados y los protones empezaron a capturar los electrones libres para formar hidrógeno. Al dejar de haber electrones libres la radiación pudo ir de un lado al otro del Universo, dando lugar al famoso fondo de radiación. Con el tiempo la temperatura del fondo de radiación fue bajando hasta llegar a 2.7 grados por encima del cero absoluto que medimos hoy en día.

Mas adelante, al paso de por lo menos cientos de millones de millones de años, de alguna forma el gas primigenio, hidrógeno y helio, al enfriarse dió lugar a las primeras galaxias, al parecer con formas irregulares, a los cuasares, cuya relación con las primeras galaxias no ha sido esclarecida, y a las primeras estrellas, donde se formaron los primeros núcleos de carbono, oxígeno, nitrógeno y otros elementos. Y, si todo esto realmente sucedió, eventualmente se dieron en el Universo las condiciones necesarias para la formación de nuevas estrellas como el Sol, enriquecidas con elementos creados por generaciones anteriores de estrellas. Con estrellas como el Sol se formaron planetas como la Tierra y vida como la nuestra, la cual cobró conciencia y pudo descifrar la historia del Universo hasta remontarse a su primera millonésima de millonésima de segundo (o por lo menos eso pretendemos).

Aunque buena parte de los científicos se adhieren en términos generales al modelo de la Gran Explosión, existen serios problemas relacionados con la cantidad de materia que observamos en el Universo y la que inferimos del modelo, la edad del Universo comparada con la de sus constituyentos y el tiempo disponible para formar las primeras galaxias (sin mencionar los mecanismos de formación de galaxias). Estas dificultades del modelo de la Gran Explosión han dado lugar a un replantamiento de alternativas, como el modelo del estado estacionario. Sin embargo, ninguna otra teoría puede explicar en forma tan natural la recesión de las galaxias, el fondo de microondas y la abundancia del helio. Así, mientras no haya ninguna otra forma de explicar el Universo tal y como lo observamos, tendremos que continuar con el concepto de la Gran Explosión.


Esperanza Carrasco Licea & Alberto Carramiñana Alonso
Diario Síntesis, 16 de diciembre de 1997

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