La Teoría del Big Bang y el origen del Universo

Lo que sabe la ciencia sobre los primeros momentos de la creación

Deflecting_light_from_the_Big_Bang.jpg
La luz que surge del fondo de microondas viaja por el Universo. ESA and the Planck Collaboration

No podemos especular con lo que hubo antes del Big Bang. Las ecuaciones llegan a describir lo que sucedió a partir de 10-43 segundos (escriba 43 ceros y después un uno y tendrá una cifra enloquecedora) desde el comienzo del tiempo (hace unos 13 810 millones de años), si es que ese espejismo comenzó en algún momento. Se trata de un muro, un parámetro físico (conocido como tiempo de Planck) que impide a los científicos mirar al otro lado, al instante mismo de la creación.

Para traspasar esa frontera necesitaríamos una teoría matemática que unificase la cuántica y la relatividad general, es decir una Teoría de la Gran Unificación que es el Santo Grial que con tanto ahínco buscan los físicos. Stephen Hawking incluso llegó a decir con su sorna habitual que si llega ese momento conoceremos el pensamiento de Dios. Pero de momento, sigue alejándose a pesar de las nuevas evidencias que corroboran este modelo.

Energía infinita en un vacío eterno

En ese instante (10-43), todo lo que contiene el Universo: árboles, animales, humanos, continentes, planetas, estrellas, galaxias, nebulosas, cuásares, etc.) se concentraban en un punto, una singularidad que raya la inexistencia, que no mide más que 10 elevado a menos 33 (10-33) centímetros, es decir treinta y tres ceros delante de un uno: ¡miles y miles y miles de millones de veces más pequeña que el núcleo de un átomo! Un desafío para el lector que trate de imaginárselo.

Un minúsculo destello de energía infinita en un vacío eterno.

Es cuanto podemos conocer del Big Bang. Lo que hubiera antes de ese momento escapa a nuestra comprensión. Una frontera que delimitó por primera vez el físico alemán Max Planck recién empezado el siglo XX, al establecer el límite último de toda divisibilidad, 0,66252 x 10-33 julios-segundo (la cantidad mínima de energía que un sistema físico puede ganar o perder.

La constante de Planck es parte de la fórmula que relaciona el contenido de energía de un cuanto con la frecuencia de la onda electromagnética correspondiente. Esta constante ha desempañado un papel esencial en la mecánica cuántica y por consiguiente en toda la física contemporánea).

Esta cifra lleva consigo otras fronteras matemáticas como la longitud de Planck, es decir la distancia más pequeña posible entre dos objetos aparentemente separados (2 x 10-33 centímetros), y la masa de Planck, la mínima expresión de la existencia material (2 x 10-5 gramos). Aquí se establece el límite de cuánto podemos saber sobre el origen del universo.

El proceso de la creación

Pero a partir de ese momento ignoto, comenzamos a comprender el mágico proceso de la creación cuando todas las fuerzas están confundidas en una sola fuerza universal sometida a una temperatura que nuestra mente es incapaz de imaginar, nada menos que 10-32 grados. Una energía monstruosa y una densidad más allá de lo alucinante. Nuestra razón se desboca cuando pensamos en las mil millonésimas de segundo que transcurren entre una acción y otra en este momento.

Pero no podemos pensar en ello como si se tratara del tiempo común de nuestro universo.

Una de estas ráfagas de tiempo, es decir una megamilmillonésima de segundo para nosotros sería el equivalente a una eternidad para un supuesto ser que existiera en ese momento de la creación. En el tiempo que transcurre entre 10-35 a 10-32 segundos, el Universo se hincha inconcebiblemente: 1050 veces. Un símil podría ser que el espacio-tiempo pasa de tener el tamaño de un núcleo de un átomo al de una naranja, una proporción que casi no podemos concebir, más grande que la que separa esa naranja del universo que nos rodea. En ese universo no existe más que una única partícula, que a su vez va a dar lugar a las primeras partículas de materia.

El impulso del Big Bang aún continúa

Entre 10-11 y 10-5 segundos, es decir en una diezmilésima fracción de segundo, son engendradas todas las partículas elementales, mientras el Universo sigue dilatándose y enfriándose.

Cuando han transcurrido tres minutos desde la gran explosión inicial, ya no va a suceder nada más importante en el Universo y las cosas transcurrirán muy despacio. Tienen que pasar cien millones de años para que se formen las primeras estrellas en los torbellinos de gas plasmático y dentro de las mismas, gracias a las reacciones nucleares que en su interior se producen por la fusión de los átomos de hidrógeno y helio, se generarán los elementos pesados, como el hierro, que no van a aparecer hasta muchos millones de años más tarde y que hoy son consustanciales a nuestra existencia.

Desde entonces, el impulso de aquella primera explosión aún continúa, y así las galaxias se alejan unas de otras con el mismo efecto que si hincháramos un globo. Así se expande el complejo Universo en nuestros días, aunque con las extravagancias suficientes como para plantear todo tipo de enigmas.

Imagen: Recreación artística de cómo viaja la luz a través del Universo. Los fotones que nos llegan del fondo cósmico son desviados por gigantescas estructuras cósmicas que producen un efecto de lente gravitacional. Crédito: ESA and the Planck Collaboration