TEORIAS DEL ORIGEN DEL UNIVERSO

EL BIGBANG

Durante casi todo el transcurso de la historia de la Física y de la Astronomía modernas no hubo fundamentos adecuados, de observación y teóricos, sobre los cuales construir una historia del Universo primitivo. Desde mediados de la década del ‘60, todo esto ha cambiado. Se ha difundido la aceptación de una teoría sobre el Universo primitivo que los astrónomos suelen llamar “el modelo corriente”. Es muy similar a lo que a veces se denomina la teoría del Big Bang o “Gran explosión”, pero complementada con indicaciones mucho más específicas sobre el contenido del Universo.

Si escuchamos el silbato de un tren que se aleja rápidamente, su silbido nos parecerá más grave que si el tren estuviera quieto. El sonido parece tener una mayor longitud de onda cuando el tren se aleja. Esta situación corresponde al fenómeno señalado primeramente por Johann Doppler en 1842. De la misma manera, la luz de una fuente que se aleja es percibida como si tuviese una longitud mayor: si el color original fuera naranja, la luz se percibiría más rojiza. Esto se llama “corrimiento hacia el rojo” y es una manifestación del efecto Doppler en las ondas luminosas. Ciertos análisis de la luz proveniente de estrellas y galaxias muestran que, en la inmensa mayoría de los casos, hay un corrimiento hacia el rojo. Esto puede explicarse suponiendo un Universo en expansión en el que cada galaxia se aleja de las otras; como si fuese el resultado de algún género de explosión.

A mediados de los años ‘60, A. Penzias y R. Wilson detectaron ondas de radio de longitudes cercanas a los 10 cm (microondas), procedentes del espacio exterior con una particularidad singular. La intensidad de estas señales era la misma independientemente de la dirección en que se situara la antena. Por lo tanto, no podían ser adjudicadas a ninguna estrella, galaxia o cuerpo estelar en particular. Estas microondas parecían llenar todo el espacio y ser equivalentes a la radiación emitida por un cuerpo negro a 3K. Los astrofísicos teóricos comprendieron que esta “radiación cósmica de fondo de microondas” era compatible con la suposición de que en el pasado el Universo era muy denso y caliente.

En el comienzo hubo una explosión. No como las que conocemos en la Tierra, que parten de un centro definido y se expanden hasta abarcar una parte más o menos grande del aire circundante, sino una explosión que se produjo simultáneamente en todas partes, llenando desde el comienzo todo el espacio y en la que cada partícula de materia se alejó rápidamente de toda otra partícula. “Todo el espacio”, en este contexto, puede significar, o bien la totalidad de un Universo infinito, o         bien la totalidad de un Universo finito que se curva sobre sí mismo como la superficie de una esfera. Ninguna de estas posibilidades es fácil de comprender, pero esto no debe ser un obstáculo; en el Universo primitivo, importa poco que el espacio sea finito o infinito.

TEORIA DEL ESTADO ESTACIONARIO

Es un modelo cosmologico desarrollado como una alternativa a la TEORIA DEL BIG BANG.De acuerdo con la teoría del estado estacionario, la disminución de la densidad que produce el universo al expandirse se compensa con una creación continua de materia. Debido a que se necesita poca materia para igualar la densidad del Universo esta Teoría no se ha podido demostrar directamente. La teoría del estado estacionario surge de la aplicación del llamado principio cosmologico perfecto, el cual sostiene que para cualquier observador el universo debe parecer el mismo en cualquier lugar del espacio. La versión idealde este principio incluye el tiempo como variable por lo cual el universo no solamente presenta el mismo aspecto desde cualquier punto sino también en cualquier instante de tiempo siendo sus propiedades generales constantes tanto en el espacio como en el tiempo.

Los problemas con esta teoría comenzaron a surgir a finales de los años 60, cuando las evidencias observacionales empezaron a mostrar que, de hecho, el Universo estaba cambiando: se encontraron quasares sólo a grandes distancias, no en las galaxias más cercanas. La prueba definitiva vino con el descubrimiento de la  radiacion de fondo de microondas en 1965, pues en un modelo estacionario, el universo ha sido siempre igual y no hay razón para que se produzca una radiación de fondo con características térmicas. Buscar una explicación requiere la existencia de partículas de longitud milímetrica en el medio intergaláctico que absorba la radiación producida por fuentes galácticas extremadamente luminosas, una hipótesis demasiado forzada.

TEORIA DE LA INFLACION COSMICA

Es un conjunto de propuestas en el marco de la fisica estacionaria para explicar la expansión ultrarrápida del universo en los instantes iniciales y resolver el llamado problema del horizonte.

Aunque el mecanismo responsable detallado de la fisica de las particulas para la inflación se desconoce, la imagen básica proporciona un número de predicciones que se han confirmado por pruebas observacionales. La inflación es actualmente considerada como parte del modelo cosmológico estándar de Big Bang caliente. La particula elemental ocampo hipotetico que se piensa que es responsable de la inflación es llamada INFLATON.

La inflación sugiere que hubo un periodo de expansión exponencial en el Universo muy pre-primigenio. La expansión es exponencial porque la distancia entre dos  observadores  fijos se incrementa exponencialmente, debido a la metrica de expancion del universo (un espacio-tiempo con esta propiedad es llamado un   espacio de Sitter). Las condiciones físicas desde un momento hasta el siguiente son estables: la tasa de expansión, dada por la constante de Hubble, es casi constante, lo que lleva a altos niveles de simetría. La inflación es a menudo conocida como un periodo de expansión acelerada porque la distancia entre dos observadores fijos se incrementa a una tasa acelerante cuando se mueven alejándose.

TEORIA DEL UNIVERSO PULSANTE

Si la densidad del Universo fuera exactamente igual al valor crítico, no se expandiría ni llegaría a contraerse, sino que permanecería en un estado de suspensión, representado matemáticamente por una superficie plana. A este modelo se le llama universo oscilante o pulsante, Una vez finalizada la expansión, la fuerza gravitatoria de las galaxias hará que el Universo comience a contraerse hasta llegar a un punto de infinita densidad (Big Crunch) y posiblemente reiniciará un nuevo Big Bang.

ESTAPAS DE EVOLUCION DESDE EL BIGBANG

EVOLUCION COSMICA:

Explosión del espacio, tiempo, materia y energía.(BIG BANG).

EVOLUCION ESTELAR:

 

 

Proceso evolutivo de hidrógeno, helio, y una variedad de partículas sub-atómicas, (producidas por el BigBang) para la conformación de las estrellas.

EVOLUCION QUIMICA:

 

Transformación de los elementos originales, a  los 88 elementos conocidos en la actualidad, esto debido a altas temperaturas y a la presión entre las estrellas.

EVOLUCION PLANETARIA:

Gracias a las explosión de complejos elementos químicos que se encontraban en antiguas estrellas, liberaron grandes nubes espirales de compuestos. Estas nubes de elementos químicos de alguna manera formaron los tan exactos sistemas solares.

EVOLUCION ORGANICA:

 

 La Tierra comenzó como una masa de materia fundida. Se enfrió en sólida roca seca. Luego, llovió sobre las rocas por millones de años, formándose los grandes océanos. Eventualmente,  (agua + roca) se volvió viva y generó el primer sistema orgánico auto-repetitivo.