El Big Bang

Todos los pueblos y civilizaciones han intentado responder a lo largo de la historia a interrogantes en torno a nuestro origen y el de los objetos que nos rodean, en especial el conjunto de estrellas que pueblan la noche. Los intentos por comprender y dar sentido al funcionamiento del cosmos se han visto limitados por las creencias de cada época y por los instrumentos de observación de que disponían.

Todo eso no ha impedido que se hayan elaborado múltiples cosmologías, teorías sobre el origen del universo, y cosmogonías, teorías sobre su destino. Conforme se avanzaba en el conocimiento, las ideas mitológicas fueron sustituidas por ideas filosóficas; y estas han sido superadas, a su vez, por el pensamiento científico que sigue vigente en la actualidad.

Las ideas míticas sobre la creación también fueron usadas por los griegos, si bien a partir del siglo vi a.C, la razón fue sustituyendo a los mitos. Este proceso culminó en Empédocles (siglo v a.C.), quien consideró el agua, el aire, el fuego y la tierra como los elementos de la creación; cada uno de los cuales había sido propuesto como elemento primigenio por un filósofo anterior. Por esta época Anaxágoras (500-428 a.C.) propuso, al observar un meteorito, que el Sol, las estrellas y los planetas estaban formados por materia incandescente.

Aristóteles (384-322 a.C.) superó estas ideas y razonó la existencia de un universo perfecto, en el cual el Sol, los planetas y las estrellas giraban fijas en unas esferas formadas por una sustancia perfecta, el éter, que seguían un movimiento circular uniforme, y por tanto perfecto, en torno a la Tierra. Esta estaba formada por los cuatro elementos: aire, agua, tierra y fuego. Se planteaba un modelo geocéntrico en el cual la Tierra ocupaba el centro del universo conocido.

A pesar de la perfección con la que Aristóteles concibió su modelo de universo, este presentaba anomalías. El ejemplo más destacable era que los planetas parecían describir en el cielo movimientos en los que cambiaban de trayectoria, incluso llegaban a cambiar el sentido de su desplazamiento, lo cual contrastaba con la declarada perfección de las esferas celestes.

Este problema fue solucionado por Claudio Ptolomeo (100-170), quien propuso que los planetas estaban contenidos en unas esferas, los epiciclos, que se engarzaban a las esferas celestes. Los epiciclos giraban a la vez que las esferas celestes, por lo que los pla-netas describían un rizo y parecían darse la vuelta en el cielo.

Hubo que esperar a Nicolás Copérnico (1473-1543) para cambiara un modelo heliocéntrico en el que el centro del Sistema Solar era ocupado por el Sol. En cambio, las órbitas seguían conservando su carácter circular y a las estrellas se las consideraba fijadas a una esfera que envolvía al Sol y suponía el límite del universo finito.

Años después, Johannes Kepler (1571-1630), utilizando los datos sobre el movimiento de Marte en la bóveda celeste obtenidos por Tycho Brae (1546-1601), llegó a la conclusión de que la órbita era elíptica.Ya no se creía en la perfección de la órbita de la concepción aristotélica. Esta concepción se confirmó de la mano de Galileo Galilei (1564-1642), quien construyó el primer telescopio que se usó para observar el firmamento. Descubrió cráteres y montes en la Luna, manchas en el Sol y cuatro satélites en torno a Júpiter: los objetos estelares se hacían terrestres.

Isaac Newton (1642-1727) se dio cuenta de que la Luna no salía de su órbita por inercia debido a que alguna fuerza la empujaba hacia la Tierra. Denominó a esta fuerza gravedad y acabó demostrando que era la misma que atraía los objetos hacia la Tierra y que mantenía los satélites de Júpiter en torno a él. Al final se llegó a demostrar que era aplicable al universo en su totalidad.

La idea de un universo estático y finito defendida hasta Galileo fue dando paso a la de un universo infinito. 

De la teoría excéntrica al universo en expansión

Las ideas de Newton abrieron las puertas hacia el modelo actual de universo: dinámico y en expansión. El cambio conceptual fue debido a importantes avances en los instrumentos científicos: los grandes telescopios.

En 1783 William Herschel (1738-1822) cartografió las estrellas de la Vía Láctea con el que era el mayor telescopio hasta el momento. Observó que había igual número de estrellas en cualquier dirección que mirara, por lo que concluyó que la Tierra estaba en el centro de la galaxia. En 1915 Harlow Shapley (1885-1972) propuso que el Sol era el centro del Sistema Solar pero que se situaba en los bordes de la galaxia. Esta teoría fue muy sorprendente porque en esta época se concebía la galaxia como todo el universo conocido.

Edwin Hubble (1889-1972) dio el siguiente paso: descubrió que lo que hasta entonces se consideraban nebulosas eran galaxias diferentes a la Vía Láctea, que se trataron como universos-isla.Y en 1934 observó que la distancia hasta la galaxia de Andrómeda era de 800 000 años luz, diez veces mayor que la separación entre estrellas de nuestra galaxia. El universo alcanzaba un tamaño impensable hasta el momento.

El siguiente descubrimiento de Hubble fue todavía más revolucionario: tras medir la velocidad de desplazamiento de las galaxias comprobó que unas se estaban separando de las otras, es decir, el universo se expandía.

Estos descubrimientos, junto a la teoría de la relatividad de Albert Einstein (1879- 1955) y la de los cuantos de energía de Max Planck (1858-19-47), unieron el mundo atómico con el mundo de los astros en un intento por describir todos los fenómenos con un mismo conjunto de leyes.

La teoría de la relatividad de Einstein mostraba un universo en expansión, idea que él mismo rechazó pues implicaba un origen a partir de un punto. Esto le pareció absurdo al no poder explicar qué había antes y, por tanto, suponer una barrera al conocimiento humano.

El astrónomo y sacerdote belga George Lemaitre (1894-1966), basándose en las ideas sobre la estructura atómica de Ernest Rutherford (1871-1937) y la teoría cuántica de Planck, fue el primero que concibió que el universo había nacido de un solo cuanto primitivo de energía. Propuso que el átomo primordial, como lo llamó, se fue dividiendo hasta originar toda la materia actual.

Por esa época se descubrió la fusión nuclear el mecanismo responsable de la dinámica estelar. George Gamov (1904-1968) se apoyó en esa idea para explicar el origen de los átomos más sencillos, hidrógeno, helio y litio, pues las energías necesarias para originar estos primeros elementos solo pudieron darse en un estado como el descrito por Lemartre.

Esta interpretación planteaba un problema: conforme el universo se expandiera, la tem-peratura disminuiría y no sería suficientemente alta para permitir la formación de los átomos más pesados. Esto se resolvió cuando los científicos se percataron de que las presiones reinantes en el interior de las estrellas podían provocar la fusión de los átomos más pequeños y formar así los más pesados.

En 1964 Arno Penzias (n. 1933) y Robert Wilson (n. 1936) aportaron la, hasta entonces, prueba definitiva en apoyo del B/g Bang: la radiación de fondo cósmico de microondas. Estos investigadores, mientras buscaban fuentes de ruido que interfiriesen las comunicaciones con los primeros satélites, descubrieron una radiación que parecía venir de todas partes, apuntaran donde apuntaran sus antenas. Además coincidía con lo predicho por la teoría del Big Bang, la que mostraría un cuerpo que estuviera a unos 5 K, la temperatura de un universo que se hubiera estado enfriando desde un estado primordial muy caliente hasta nuestros días.

Las pruebas disponibles en la actualidad no solo corroboran la expansión del universo, sino que indican que parece estar acelerándose.