La Teoría del Big Bang / The Big Bang Theory
04.12.2011 21:14
TBBT, es una de mis series cómicas favoritas, el retrato
estereotipado, de 4 jóvenes científicos, puede ser una exa
geración, lo que no es exagerado, es considerar la teoría
del Big Bang, como la más bella de las teorías por todo lo
que representa. Teoría que se comprobó, gracias a los
satélites de comunicaciones, que Hoy me permiten ver la
mencionada serie por Warner Tv.
La teoría encierra, todos los enigmas de nuestro conoci
miento, entre el CERO e INFINITO, el comienzo y la
ausencia de final, dos conceptos aparentemente sencillos,
que aún no podemos entender.
El Big Bang, representa el primer y aún más GRANDE
misterio para el hombre, el misterio del COSMOS, diluci
dar éste misterio, está presente en todas las religiones
y en todas las historias y secretos, que ha conocido la
humanidad. Éste Blog, debió comenzar con éste Post, pe
ro lo iniciamos con música, tal vez, porque al final veremos
el Universo, como la más grande y bella sinfonía.
Lo que compartiremos y actualizáremos aquí, es lo último
que sabemos del cosmos, con algunas particulares interpre
taciones, que escribiremos en azul, una historia extensa
cuyo registro en la actualidad tiene más de 5000 años.
Imagino, que desde los albores de la humanidad, el hombre de
be haberse sentido, fascinado y sobrecogido por la inmensidad
y grandiosidad del cielo, miles de historias se habrán tejido so
bre él y millones de observaciones, se habrán hecho, hasta el
momento en que alguien se percató, que había contra lo que pa
recía una imágen estática, cierta periódicidad en algunos de
esos puntitos luminosos. Entonces, debimos pensar que eso,
significaba algo, algún mensaje que debíamos interpretar y el
primero que pudimos interpretar, fué el que dió origen a la
agricultura y el establecimiento territorial de las primeras
poblaciones humanas.
... Pero, la historia del Big Bang, es reciente, empieza como casi
todo en la ciencia moderna con Einstein. En 1905, presentó su teo
ría de la "Relatividad especial", la de E = MC2, muy bonita, pero,
tenía un fallo, sólo era válida para sistemas de referencia inercia
les, es decir aquella que tiene movimientos sin aceleraciones; aun
que los no inerciales, pueden también manejarse, complicadísima
mente con esta teoría. La razón que impulsó a Einstein a desarro
llar una generalización de su trabajo, fué poder hallar luz sobre
la reina, de los sistemas no inerciales : LA GRAVEDAD, hasta a
Planck, le pareció imposible la tarea, después de todo, se consi
deraba que Newton, había dicho ya todo, sobre ella.
En aquellos años, los científicos creían en la perfección de la
teoría de Newton, la "única falla", que le veían, era los aparente
mente erráticos, movimientos del planeta mercurio. Realmente
habían más, pero los más importantes, podemos resumirlos en 3
palabras:
INSTANTÁNEO
INFINITO y
ETERNO
La primera, era inaceptable para Einstein, pues su teoría, esta
blecía la velocidad de la luz, como el límite de velocidad del
Universo, gracias a ello, había descubierto algo ináudito, que el
espacio y el tiempo, eran relativos; asi es que el buen profesor,
razonó que debía ser coherente; entonces,como va a ser la grave
dad una fuerza de transmisión instantánea, esa era la respuesta
que había dado Newton y todos los borregos, la aceptarón por
siglos y lo habían hecho porque les convenía, como a Einstein, le
convenía pensar, que las otras 2 palabras, si eran compatibles,
con el Cosmos.
... Pero,tampoco lo eran, si lo piensas bien, los humanos no pode
mos lidiar con lo eterno e infinito, así que si consideramos que el
Universo es infinito y eterno, nos ahorramos el problema de ha
blar de él; ó más importante aún, hacer precisiones y definicio
nes ( también son astutos los científicos ), por supuesto, que no
todos van a pensar de esa manera. Así, que 2 científicos, que se
habían iniciado, en el estudio de ésta nueva teoría, Alexander
Friedman y Georges Lemaître dedujerón, que el Universo, no po
día estar quieto eterno e infinito.
Alexander Friedman
De hecho, el mismo Einstein, se había dado cuenta de las conse
cuencias de su obra y se había inventado de la nada y sólo para
que la teoría calzara con sus convicciones ( son tramposos los
científicos ! ) una constante, con símbolito y todo, que bautizó
como "constante cosmológica".
... Pero, aún así, las ecua
ciones y la razón indicaba, que la cosa no podía estar quieta, pues
de existir esa fuerza, estaría en enfrentamiento a la otra, nues
tra vieja conocida y aún indefinible GRAVEDAD. De los 2 persona
jes arriba mencionados, el más afanoso fue Georges Lemaître,
por eso, lo recordamos y también porque (ironías del destino) el
hombre era además de excelente científico,un íntegro sacerdote
jesuita y un sacerdote anunciando que el Universo tenía principio
sonaba a sacerdote reinvindicando el Génesis; así que casi todos
los científicos, manifestarón su oposición al respecto,algunos por
ateos y otros porque creían en los ateos.
Hasta el Papa intervino, señalando que ahora se
tenía "evidencia científica" de la Creación. El pobre
Lemaître, estaba atrapado entre 2 fuegos, por lo que
se apuró a convencer a sus homólogos, que su teoría
era ciencia y no religión; después de todo Dios, no
necesita marketearse. Le hicierón caso; ahora debía
convencer a los científicos y que mejor,que comenzar
por Einstein.
El judío, no tenía pelos en la lengua, le dijo: sr. su matemática
es "elegante", pero sus conclusiones "abominables".
¿ Cúales eran esas conclusiones ?
Realmente,era una idea locasa (de donde nos vendrán las ideas)
Lemaître, razonó que según la relatividad General, el Universo,de
bería estar expandiéndose o contrayéndose, lo bueno de ser cre
yente es que esa diferencia nos lleva a sacar partido por la expan
sión, pues ésta debe provenir de un primer momento La Creación
así que con esa idea en mente y como buen amante del reciente
mente creado cine, imaginó la película al revés. Si el Universo, se
está expandiendo; ayer era más chico, hace un año más y así, si
pudiese ir hasta el principio, todo lo que existe cabría dentro de
un átomo, pero mejor porqué no, dentro de una partícula; recuer
da lo que te he dicho, en otro post, mientras más pesado más
chiquititito, y todo el Universo concentrado en un puntito, sí que
debe de ser pesadote; Lemaître, le llamó, el átomo primigenio
un puntito infinitesimal, lo más chiquititito, que puedas imaginar,
pero no te olvides del gran Euclides, un puntito NO EXISTE, así
que es científicamente lícito, que lo imagines tan chico, como pa
ra perderse en la inexistencia; de hecho los científicos andan
teorizando, una serie de barbaridades, para imaginar, que hay
antes, olvidando que hay una ecuación enigmática, que nos dice
lo que hay : NADA. Exactamente, nada que podamos inferir
ó imaginar.
Hay quienes imaginan a los científicos, como seres especiales y
son tan humanos como nosotros así es que las construcciones teó
ricas no están excentas de luchas y rivalidades, tan propias en
nuestra especie. Ninguna otra teoría, ni siquiera la evolución tuvó
tantos y tan brillantes enfrentamientos; al final su construcción
fué y es consecuencia del aporte de muchas de estas mentes así
es que,continuemos con nuestro relato. No tuvó que pasar mucho
tiempo para que una observación, convenciera a Einstein de que
Lemaître, podría tener razón.
En 1929, el astrónomo estadouniense Edwin Hubble (el telesco
pio espacial lleva su nombre) anunció al mundo,no sólo que habían
más galaxias, que nuestra Vía Lactea, sino también,que sus obser
vaciones sobre ellas mostraban un corrimiento hacia el rojo y el
significado de eso, era que se alejaban de nosotros. Resumiendo,
sí, el espectro de una galaxia se corre al azul, entonces se nos
está acercando, si se corre al rojo, pues, se aleja.
¿ Cómo ?
Bien, vamos a explicarlo Hubble, combinó sus cálculos, con los
de otro paisano de apellido Slipher, que relacionaba, el corri -
miento al rojo, con el efecto Doppler, este efecto, nos explica,
que el sonido, digamos de la
bocina de un auto, al ser una onda, se comprime cuando se
acerca a nosotros y se expande cuando se aleja, por eso mien
tras se acerca lo oímos agudo y cuando se aleja, lo oímos grave
por analogía, podíamos aplicar éste principio a la luz.
Ahora, ya no había dudas; el brillante razonamiento de George
Lemaitre, su inspirada y loca idea comenzó a despegar. Einstein
con la entereza de los grandes reconoció su "ERROR", lo llamó
su más grande pifía, la palabra error, la he entrecomillada, por
que tratándose de un genio, hasta las equivocaciones, significan
algo (materia para otro Post).
Hubble y el telescopio con el que
dió un nuevo significado a nuestro concepto del Universo.
El mundo se dividió, entre aquellos a favor y en contra de la
novel teoría. Una fantástica teoría, que dice que todo lo que
hay, todo el Universo, nace de un puntito muy chiquito de densi
dad infinita???
Y todo lo que hay, puede resumirse en 3 ingredientes: espacio,
materia/energía y TIEMPO( la dimensión ignorada de la ciencia )
Entonces, ese puntito de elevadísima densidad y temperatura, se
expande, en todas direcciones, enfriándose, desordenándose y
creando la historia del cosmos, como un juego de incontables
fichas dominó, el Universo se desenvuelve, en incontables
choques de piezas, unas contra otras, desplegando todo lo que
creemos REAL; así hemos encontrado, que cada proceso físico
incluída nuestra propia existencia, viene de un primer punto, que
se desenvuelve a su vez, para crear su propio conjunto, hasta
llegar a nosotros, que nos hacemos todas estas preguntas y calcu
lamos que somos unas 7,000 trillones de partículas constituidas
en un orden particular que definimos como VIDA, que a su vez
interactuan con gugolillones de otras partículas, que son puntitos
de matería/energía interaccionando sin cesar, a través
del espacio con cada CLICK de la dimensión tiempo
DESORDENÁNDOSE, desde un primer momento de ORDEN
ABSOLUTO que la ciencia conceptualiza como un puntito,
Si no te gusta mucho la física, hasta aquí todo debe parecer chino, sin
embargo , vas a ver como se vuelve un chino interesante. Al hablar de
energía y tiempo, nos referimos a 2 de los 3 ingredientes básicos con
los que funciona toda la realidad; ( ahí vamos de nuevo) ya hemos dicho
que tu, yo y todo estamos hechos de puntitos, que son al mismo tiempo
partículas y ondas, materia y energía, que interaccionan sin cesar, a
través del espacio, con cada CLICK de la dimensión tiempo
DESORDENÁNDOSE,
desde un primer momento de ORDEN ABSOLUTO que la ciencia
conceptualiza como un puntito, llamado, el Big Bang.
Disculpa, lo reiterativo que he sido arriba, pero es necesario, para
que tomemos conciencia, de lo que significa ésta teoría.
CONSTRUYENDO la GRAN EXPLOSIÓN
Luego de la segunda guerra mundial, una nueva generación de
científicos emergió y algunos de ellos se tomarón en serio los prelimi
nares fundamentos de la teoría; destacando entre ellos un ruso genial,
gran pensador y mal matemático, su nombre: George Gamow,
hábilmente agregó detalles a la teoría de Lemaitre, detalles que caían
por su propio peso, pero que hasta entonces, nadie había situado en
perspectiva, uno de esos detalles era el hecho de que la gran explosión
debió ser un hecho muy CALIENTE, mucho más caliente que una bomba
atómica, muy caliente y muy denso, que a medida que se expandía, se
hacía menos denso, más frío e iba creando los elementos que hoy le
constituyen, como el hidrógeno, por ejemplo.
Claro está que nadie quería creer que esa idea fuera real; pero
Gamow no estaba sólo, poco a poco, se fuerón sumando otros que
veían en sus ideas, la posibilidad de explicar nada menos que la
CREACIÓN; así que con los años hicierón otra predicción, una cuyas
consecuencias aún estamos evaluando en la actualidad.
Los teóricos del Big Bang, que es como pasarón a llamarse, teori
zarón que todo ese calor de la propia CREACIÓN, debía haberse
diluído y presentarse en la actualidad, como una débil radiación de
microondas.
Recuerda, nuestra explicación del efecto dopler. La radiación es luz,
la luz la podemos ordenar a través, de lo que llamamos el espectro elec
tromagnético;
A la izquierda, tenemos una luz que llamamos radio; a la
derecha una luz que llamamos rayos gamma, casi en el medio tenemos
lo que llamamos luz visible, empieza por la izquierda con el rojo y
termina a la derecha con el violeta. Si me estas siguiendo, tenemos
que la luz mientras va más a la derecha, es más energética y su onda
más chiquita; así el rojo es más débil que el azul, por eso los fotógra
fos le usan para ver sin revelar las fotos. Por eso, el DVD ha evolucio
nado a Blue-Ray, el DVD, es grabado con puntos hechos por el rojo,
puntos más grandes que el azul. El Blue-ray se graba con puntos azules,
al ser más chiquitos permiten grabar más información en el disco. Ves,
que es interesante la ciencia !!!.
Entonces, el inicio de la gran explosión debió concentrar, tal canti
dad de energía, que debió ser muy caliente y cuando el Universo empe
zó a expandirse; toda esa radiación se fue diluyendo y su onda
alargándose, indicando los cálculos, que en la actualidad debería
ser una débil radiación de microondas.
Antes de entrarle al tema, te invito a ver el siguiente video.
¿ Se ajusta el Universo a nuestros pensamientos ?
Esa es sin dudas, una pregunta enigmática; nos la hacemos, porque
es sorprendente que, con todos los vacíos de conocimiento que
tenemos, hallamos podido, nada menos que explicar, el origen de todo
y esa explicación, nos muestra el Universo de la única forma que la
razón puede entender. La teoría del Big Bang, es maravillosa, porque
hace una predicción que hemos corroborado y que sin embargo, deja
la reglas del juego,donde estaban, el cierto reino de la incertidumbre.
La predicción, como hemos dicho, es que la propia explosión debió
haber producido una luz, tan potente, que debe seguir existiendo al
día de hoy, totalmente diluída como micro-onda. Traducción : al mo
mento de aparecer el Universo, dicho acto de aparición, debió haber
generado una explosión de tal potencia, que su luz debería exitir
hasta hoy. La luz, está compuesta de partículas llamadas fotones;
estos fotones super-chiquitos y super-energéticos ( recuerda que
deberán estar más a la derecha que los gamma), se han ido alargando,
a consecuencia de la propia y comprobada expansión del Universo, de
forma que en la actualidad, según los cálculos que hicieran la gente
del equipo Gamow, dichos fotones deberían ser tan fríos y débiles
como la micro-onda.
El grito del UNIVERSO
El año que nací 1964, dos científicos fuerón encargados por los
Laboratorios BELL, a resolver el problema "del ruido",que acompañaba
las conversaciones telefónicas vía satélite. Algunos de uds. deben
intuirlo; el "desgarrador grito" del parto del Universo, está hecho de
ondas luminosas, que de manera casual, detectamos con nuestros
artilugios tecnológicos, como ondas sonoras. Hacía poco, había comen
zado la "carrera espacial", con saque a favor de la Unión Soviética,
y su famosísimo Sputnik.
los gringos respondierón con lo que sabían, una aplicación comercial
para el espacio, así que un grupo entusiasta lanzó un satélite para las
comunicaciones, su nombre TELSTAR, el acontecimiento fué de tal
magnitud, que hasta le compusierón una melodía al aparatito.
... Escuchémosla, mientras leemos...
... Es 1962,
La idea era transmitir las conversaciones telefónicas al satélite y de
ahí hacerlas rebotar a la tierra, al estar el satélite a gran altura, podía
"ver" amplias extensiones del planeta a donde transmitir las señales, el
asunto era elegir en qué frecuencia transmitir, por entonces la radio y
la Tv, ya ocupaban todo el espectro que va de la AM a la UHF; así que
los científicos escogierón la limpia frecuencia de micro-ondas, que ade
más por su tamaño eran bastante direccionables. Pues bien, en teoría
todo era perfecto, en la práctica las comunicaciones estaban llenas de
ruido; la MISIÓN, eliminarlo. La díficil tarea, fué encomendada a dos
hábiles científicos: Arnold Penzias y Robert Wilson, quienes de inmedia
to pusierón manos a la obra.
La primera sospecha recayó sobre New York, tal vez alguien desde
ahí ya se les había adelantado y estaba transmitiendo en micro-ondas,
IMPOSIBLE; eran los Laboratorios BELL, sólo ellos tenían esa tecnolo
gía; descartado New York. Hornos micro-ondas, eran escasos; señales
de rádar??? apuntarón hacia sitios distintos y de todos lados venía el
ruido, apuntarón al cielo a dónde NO habían satélites y ahí estaba el
ruido. No había duda el problema era la antena ó los empalmes, revisa
rón absolutamente todo y descubrierón que las palomas gustaban de
entrar a la antena y llenarla de excremento, limpiarón la antena, espan
tarón a las palomas. Estaban al borde de la locura y es en esos
momentos de desesperación que le echas mano a todo; en que uno de
ellos recordó la extraña predicción de una aún mayor extraña teoría
llamada el Big-Bang. La predicción decía, que el eco de la explosión
que dió origen al Universo, debería estar aquí, entre nosotros, en el
UNIVERSO actual; y Oh!!! coincidencia justo en la frecuencia de las
micro-ondas. Sabían además, que había alguien decidido a demostrarlo,
Robert Dicke, un físico experimental de la Universidad de
Princeton, con doctorado en Rochester, que durante la II guerra
mundial, había trabajado en el Laboratorio de radiación del Instituto
tecnológico de Massachusetts, donde conoció la tecnología de radar
( que emplea micro-ondas). El empeñoso Dicke convertido en profesor,
había diseñado y construido un radiómetro con el que desde el tejado
de su Laboratorio, había calculado el límite de la radiación de fondo
cosmica, calculándole una temperatura de 20ªK bastante frío. Ojo,
nos estamos refiriendo a la temperatura de la materia cósmica, y no
a la radiación de fondo.
Bien, el asunto es el siguiente, la materia radia y comunica su tempe
ratura, así por ejemplo, tú estas radiando en infrarojo tu propia tem
peratura de 37ªC, más caliente que el ambiente, que en el verano de
Lima está a unos 28 a 29ªC ...¿Cúal es la temperatura del Universo?,
para responder esta pregunta debíamos medir la radiación de fondo.
Originalmente Gamow, la había calculado en 50ªK, para un Universo
con 3,000 millones de años, pero los geólogos habían protestado,
porque ellos estaban seguros que la tierra tenía más de 4,000
millones de años y no podía ser más vieja que el propio Universo, en
aquellos locos años las medidas del cosmos, eran más que confusas; no
olvides que a muchos de nuestros abuelos les enseñarón que el Universo
entero era la Vía Láctea.
Conforme los cálculos y las medidas se hicierón más precisas se
fuerón haciendo los ajustes respectivos. Para 1964 Dicke, convenció a
algunos de sus alumnos, entre los que destacaba David Wilkinson, para
construir un radiómetro y descubrir la radiación de fondo, cuando ya
estuvo construído y empezaban a efectuar sus cálculos, ésta historia
se unió a la de los 2 científicos de los laboratorios Bell, los antes
nombrados, Penzias y Wilson, quienes habían corroborado que el ruido
llegaba desde todos los puntos del Universo, se comunicarón con
Dicke y éste les dijo a sus alumnos: "muchachos,se nos han adelantado"
ambos grupos publicarón artículos con información sobre los cálculos
y el descubrimiento en el Astrophisical Journal, la noticia sacudió el
mundo de la física y la cosmología. A tiempo, para que Lemaitre, en su
lecho de muerte, tomará conocimiento de que su loca idea, era cierta.
A Penzias y Wilson, se les concedió el Nobel por su accidental
descubrimiento ( hasta en el nobel, hay injusticias ) y el descubrimiento
echo por tierra la teoría rival del "estado estacionario" de Fred Hoyle.
Pero, antes de hablar del picón de Hoyle, recordemos algo, sobre el
Sputnik. Si el Telstar, tenía su canción, el Sputnik debía tener una
mejor, así que unos muchachos de la extinta Alemania oriental, preci
samente llamados los Sputniks ( no confundir con los Spotniks de
Suecia ), se la compusierón, les invito a escucharla.
.
Ese era el Sputnik, así empezó nuestra conquista del espacio, con
una pelota con antenas que hacía bip-bip. No pidan más, era 1959.
Ahora, hablaremos de Hoyle, hábil teórico, ateo y muy picón. Estaba
convencido que el Universo existía per-se, desde siempre y para poder
fundamentar su aseveración se había convertido en paladín de una anti
gua teoría sobre el Universo llamada "teoría del estado estable".
Dicha teoría, decía que el universo había existido desde siempre. Oiga
señor, cómo explica entonces ud. la expansión descubierta por Hubble y
el hecho que el Universo mantenga su homogeneidad ???
Mmm, eso se debe a que constantemente se está creando hidrógeno,
( aunque no lo creas, así de imaginativos son a veces los científicos ), el
asunto era, que nadie por ningún lugar corroboraba la aparición del 1°
elemento y ya estabamos bastante grandecitos para creer en la magia.
. |
... Pero, sir Fred Hoyle era muy
competitivo, así que rr con rr
decidió probar, tan disparatada
teoría, con unas consecuencias
que, ni él mismo pudo preveer. |
Desde el Trinity College de Cambridge, decidió defender la teoria
del "Steady State", en base a una idea FABULOSA, una teoría
sobre el origen de los elementos; dicha teoría explicaba que a altas
temperaturas el hidrógeno se funde para producir helio, luego éste se
va fusionando a otro núcleo de hidrógeno para producir el 3ª elemento
y así sucesivamente, para ir obteniendo elementos cada vez más
pesados, lo cual pasó a llamarse NUCLEOSÍNTESIS, un proceso a
producirse en las estrellas muy calientes. En otras palabras, la teoría
nos decía que todos los elementos después del helio, no eran más que
"polvo estelar". Asi es, amigos somos POLVO de ESTRELLAS !.
Lo repito, la idea era y es fabulosa, pero no falta un perspicaz, que
preguntó: sir Hoyle, cómo explica ud. el origen del hidrógeno, ya que
nuestros cálculos arrojan que el 74% del Universo está compuesto de
él. Hoyle, no lo pudo explicar y simplemente respondió que el
hidrógeno y el helio, siempre habían existido y como buen ateo, se
reafirmó en su concepto de que el Universo había existido siempre y
si como a mí, te parece que siempre es mucho tiempo, él respondía
con el clásico: el Universo no tiene principio, ni fin.
El perspicaz era Gamow, quien asistía a cuanto congreso fuera
Hoyle y le hacía preguntas con las que lo ponía en aprietos, cuando
Hoyle comenzó a justificar la ya comentada homogeneidad del
Universo, con su idea de la creación constante de hidrógeno, la comu
nidad científica empezó a verle como un porfiado determinista; pero
no sólo era porfiado, sino que Hoyle, el astrónomo y científico, era un
hábil comunicador y mira, piensa bien en lo siguiente, aunque las
mayorías suelen decir ser creyentes,la fé humana suele ser muy ende
ble. En los años 50 del siglo pasado, las mayorías preferían seguir
creyendo, en la idea de siempre de un Universo, que siempre ha
bía existido, antes que pensar en la muy novel idea de un principio, en
la idea de la Creación; así que Hoyle en su programa de radio, se
burlaba diciendo : " imaginen a estos tontos, que creen que todo lo
que existe, TODO, salió de una gran explosión, oh sorpresa!!!, como
una chica saliendo de una gran torta" y el burlón nombre pegó, así
bautizó Hoyle la idea del Universo en expansión : una Gran explo
sión, "The Big bang Theory".
Entonces, recapitulemos, tenemos que a inicios del siglo XX,
Einstein nos brinda una reinterpretación de la GRAVEDAD, confirma
da cuando se prueba que la luz se curva en presencia de la masa.
Físicos y astrónomos, crean una nueva disciplina llamada :
COSMOLOGÍA.
Friedman y Lemaitre, ruso y belga, cada uno por su lado, resuelven
las ecuaciones relativistas y concluyen que el UNIVERSO, no puede
estar quieto.
Lemaitre, fiel a sus convicciones y con la fuerza de la razón intenta
convencer a la comunidad científica de los fundamentos de su teoría:
"El UNIVERSO, se expande".
2 años después, en 1929 el astrónomo Hubble, confirma la teoría de
Lemaitre : "El UNIVERSO se está expandiendo".
Einstein, con la humildad de los grandes, admite que su "constante
cosmológica", es el más grande "error" de su carrera; entrecomillamos
error, pues resulta que tal yerro, no es tan errado.
La comunidad científica se divide entre los que estan a favor del
" Big-Bang", despectivo nombre que le dá a la teoría el astrónomo
Fred Hoyle y los que están con éste último, en contra del Big bang
y a favor de la extraña y absurda teoría del "estado estable".
Se perfila el enfrentamiento, el equipo a favor, es capitáneado por
George Gamow, el equipo en contra por Fred Hoyle. El equipo a favor
hace una predicción, los restos del estallido, deben existir hasta HOY
en forma de radiación de micro-ondas; pero es 1949 y no hay tecnolo
gía para comprobarlo.
1964, la tecnología ha avanzado lo suficiente, unos científicos deci
den buscar la mentada radiación. Otros científicos, la descubren
por casualidad.
La comunidad científica acepta plenamente la Teoría del Big Bang y
entierra la del "estado estable".
Si crees que es algo complicado, estás en lo cierto, es más aún HOY,
hay cabos sueltos y detalles que resolver y es tan complicada, que
ningún humano hubiese podido resolverla sólo. Ha necesitado y sigue
necesitando de muchas mentes, dispuestas a responder la eterna
pregunta :
¿ de dónde salió TODO y porqué hay ALGO en vez de NADA ?.
Si te aburre leer ó releer, quizás te agrade oir a los muchachos de
"Barenaked Ladies" con el tema cortina de TBBT.
Sin embargo, si como yo tratas de entenderla tenemos que seguir,
porque la Teoría es más de lo que hasta ahora hemos contado y más de
lo que los BL, han cantado.
Entonces seguimos. La idea que Hoyle usó para apoyar su teoría,
resultó ser tan buena, que Gamow y su equipo la usarón para explicar lo
que Hoyle no quería hacer. Cómo se había creado el hidrógeno. La impor
tancia de éste, radica en que todos los otros 91 átomos, no son más que
sumas de hidrógeno,a los que se les añade otro nucleón llamado Neutrón
FASCINANTE !!! , porque si tengo 1 frijol y le añado otro junto a 2 lente
jas, sigo viendo los 2 frijoles. Pero a nivel atómico si tengo un ión Hidró
geno, es decir un Protón y le añado otro junto a 2 neutrones, tengo algo
TOTALMENTE distinto, obtengo Helio, los físicos postulan que nuestra
apreciación de los elementos tiene que ver con la otra partícula del átomo
el electrón, ya que nuestra realidad es básicamente electrónica. Veras
lo que vemos, es lo que se ilumina (obvio) , la luz es una partícula llamada
fotón, el fotón llega al átomo y golpea 1 electrón, el cual al ganar energía
se aleja del nucleo. Un símil con nuestro mundo macro es digamos una
nave espacial si le añadimos energía (encendemos su motor) se aleja de
la tierra, a la cual podríamos ver, salvando las distancias como el núcleo.
Según Bohr, el electrón hace un "salto cuántico", dependiendo del cual, al
volver a caer EMITE un fotón de un COLOR, correspondiente al nivel
desde donde cayó.
Hidrógeno y Helio, se ven igual, es
decir no se ven, son incoloros; casi no se les encuentra en nuestro planeta
ta, algunos dicen que por ser tan livianos, han escapado de la Tierra. Pero
podría haber otra respuesta: Tienen intrínsicamente más Energía que la
Gravedad de la tierra, por ello al Hidrógeno lo hallamos óxidado en
forma de agua; y el poco Helio que se encuentra es producto de la emi
sión radiactiva de otros elementos. ... Porqué son incoloros???
...porque los fotones lo atraviesan, sin encontrar NADA ya que sólo hay
un electrón en el caso del hidrógeno y 2 en el Helio. Si viéramos el átomo
como una cebolla, veríamos que la primera capa sólo puede alojar hasta
2 electrones; NO MÁS. Asi el helio, al tener COMPLETA, su capa ó nivel
de Energía, no interactúa con nada, como la noblez europea, no se mezcla
con la "chusma"; de ahí que les llamemos "gas noble"; el pobre y solitario
helio es "inerte", pero su estructura electrónica, le impide ser congelado
es el único elemento, que no puede jugar a estar INMÓVIL, fluye eter
namente. Recientemente un experimento en la Universidad de
Pennsylvania, lo trató de "detener" ó congelar, pero antes de hacerlo se
convirtió en un "Supersólido", un sólido que fluye; algo ya previsto por
Einstein, en su trabajo con Bose, que postulaba la existencia de un Nue
vo estado de la materia, que llamamos Condensado Bose-Einstein. Más
información en nuestro post: estados de la materia
...
Bien, ahí vamos el asunto es que toda la
explicación está tan llena de cálculos y premios Nobel, que cuesta
sintetizarla en lenguaje sencillo, por lo que pido disculpas si algún
punto se vuelve inentendible (recuerda que haciendo click en comenta
rios puedes transmitirme tus dudas ó consultar en la web, los términos
que te resulten desconocidos).
Una de las más hermosas conclusiones de la teoría, es que no pode
mos referirnos al inicio del Universo desde el Tiempo 0, debido a que
hay un punto en el tiempo en que la densidad y temperatura, nos
arrojan infinitos y el término en si mismo es INENTENDIBLE para la
mente humana, los científicos le llaman a esto SINGULARIDAD, el
momento en el espacio y en el tiempo en el que nuestros cálculos, sim
plemente no pueden entender NADA.
Podemos empezar a explicar el Big-Bang, sólo desde la era de Planck
no en el punto 0 como ya hemos dicho sino desde lo 10–43 segundos, es
decir divide el segundo entre 10 seguido de 43 ceros y desde ahí pode
mos tener explicaciones, pero OJO sólo teoricas y sin posibilidades de
comprobación, es decir pura matemática. Pero antes de seguir detenga
monos en ésta paradoja podemos seguir dividiendo el segundo, teórica
mente SI, hasta el infinito, en la practica, según los cuánticos solamente
hasta 10–43 segundos, lo que desde ya, nos arroja la evidencia de la
la Relatividad del tiempo, es decir lo que para nosotros es el tiempo,
simplemente es un concepto mental condicionado por el propio funciona
miento del Universo.
El tiempo de Planck, (Tp) es el intervalo temporal más pequeño que
podemos concebir, por tanto para efectos del Big-Bang, la física sólo
puede y de manera TEÓRICA hacer calculos a partir de aquí. Las
teorías de Unificación más avanzadas consideran que éste puede ser
no sólo el intervalo más pequeño, sino también el CLICK del tiempo
cosmológico, tan pequeñito que explicaría porque nuestro presente
pareciera no tener EXISTENCIA. Sólo recordamos el pasado y
vemos llegar el futuro. Ahora bien esta idea, hace una predicción, con
sistente en que No podríamos ver objetos muy pero muy distantes,
debido a la distorsión de los fotones atravesando la estructura discon
tinua del espacio-tiempo en la escala de Planck; como no podemos
discernir ninguna diferencia entre un instante de tiempo y cualquier
otro instante separado por menos de un Tp y siendo que la edad del
Universo de 4.3 × 1017 s, es aproximadamente 8 × 1060 Tp, los objetos
muy, muy distantes se verían distorsionados según la física cuántica.
Sin embargo a fines de 1995, el director del telescopio Hubble, tuvó
la afortunada idea de enfocar el aparato hacia un punto del espacio
ultra-profundo del 18 al 28 de Diciembre; y que creen, lo que apareció
fué el mejor regalo navideño que pudo recibir la Astronomía;aparecierón
imágenes nítidas de galaxias ubicadas a sólo 1000,000 años del
big-bang. El acontecimiento fué tan extraordinario que varias misiones
del Transbordador espacial, agregarón mejoras al instrumento, para 8
años después escudriñar lo más profundo del Universo apuntando ésta
vez al Sur. La nueva observación se realizó entre el 3 de setiembre de
2003 al 16 de Enero de 2004, la Nueva imágen obtenida, nos acercó a
algo así como 400,000 años del Big-Bang, de forma que la anterior foto
pasó a llamarse "Campo Profundo" y la Nueva: "Campo Ultra-Profundo"
según los cálculos, está imágen tardó algo así como 12,300 millones de
años en llegarnos y correspondería a una de distancia de nosotros de
47,000 millones de años Luz. IMPRESIONANTE !
( más adelante explicaremos la incongruencia aparente entre distancia
y tiempo en el Universo )
Esta observación echó por tierra el concepto anteriormente señalado.
Y aunque han pasado piola, hay que decirlo es una Gran falla predictiva
de los cuánticos. Por ello los físicos odian hablar del tiempo.
Pues bien, retomando nuestro tema; debido a que las etapas muy
primígenias del Universo, tienen explicaciones teóricas complicadas y
como vimos en lo antes expuesto sin confirmaciones empíricas,nos saltea
remos hasta el 1° segundo después del Big-Bang, con cargo a en otros
post explicar de manera detallada lo que se cree sucedió antes del 1°
segundo. Y como hemos hablado del espacio ultra-profundo, les invito
a ver el fascinante Video de la NASA; éste más completo que el puesto
en nuestro Post: "el átomo y la fotografía".
Que te pareció ???
... Repito, lo escrito en mi otro Post : Si como dicen en la NASA, esas
imágenes no te conmueven, no te sientas mal; perteneces a ese 30% de
individuos, que no saben qué es la VIDA y tampoco, les importa.Pero no
lo creo, si has llegado hasta aquí, eres de los sensibles e inteligentes
humanos que admiran la Inconmensurable Belleza de nuestro Universo
y nuestra propia existencia.
Ahora si, volvamos a nuestro tema, nos
vamos al 1° segundo después del Big-Bang, momento en el que
coincidiendo con la Biblia, podemos decir : "En el principio fue la Luz"
Es en este momento en que el Universo se ha enfriado lo necesario
para que se formen núcleos atómicos. 3 Quarks con cargas eléctricas
fraccionarias se unen para formar protones y neutrones. Al disminuir
la densidad y temperatura, las partículas de masa se desacoplan de la
radiación (LUZ), pero junto a ellas aparece también anti-masa y estas
comienzan a aniquilarse, aunque los núcleos aún no son estables, pode
mos fijar la proporción neutrón-protón en 24% y 76%. Estos protones
son, que duda cabe, iones de Hidrógeno, es decir Hidrógeno sin su res
pectivo electrón.
Antes de seguir, pongámosle como toda buena película un buen fondo
musical,si lo deseas habilita el siguiente video, mientras sigues leyendo
A los 13,8 segundos, la temperatura ha descendido lo suficiente como
para formar núcleos estables, como el Helio común, formado por 2 pro
tones, 2 neutrones y 2 electrones. Esto supone que aunque la tempera
tura ha descerndido, aún es lo suficientemente alta como para permitir
la fusión de los iones de hidrógeno, que son los que forman el helio. A
partir de estos instantes la conversión de neutrones en protones dismi
nuye y la proporción se ubica en torno al 17% de neutrones y 83% de
protones.
A 3 minutos del Big- Bang, la temperatura del Universo está a 1000
millones de grados kelvin, algo así como 70 veces la temperatura de
nuestro sol, ha terminado la aniquilación de electrones y positrones y
sin embargo hay todavía suficientes electrones para formar el universo
que tenemos hoy en día, a partir de esta temperatura ya se mantienen
estables los núcleos de tritio ( una forma de hidrógeno ), el helio 3
(una forma de helio), el helio normal y hay además fotones, y neutrinos
y anti-neutrinos, que se llevan la energía permitiendo enfriar rápida
mente al Universo,de forma que 46 segundos más tarde la temperatura
ra disminuya 100 millones de grados y la proporción neutrón-protón se
ubique en 14% - 86%.
Te estaras preguntando de dónde sale todo esto y con justa razón,
bien recordemos que arrancamos nuestra historia, desde el 1° segundo
después del Big- Bang, es decir desde el 1° segundo en que aparece
todo lo que existe en nuestra realidad. Si como yo, te estas haciendo
una imágen mental de un punto ó una bolita en medio de la nada ó un
fondo negro; dejáme decirte que no tienes porqué ya que imaginar
ese fondo, supone estar imaginando algo por fuera de nuestro Universo
y eso es sencillamente IMPOSIBLE. Sólo hay para nuestra mente, ese
puntito ó bolita, de donde saldremos nosotros 12,700 millones de años
más tarde, ahí está concentrado todo, incluído el misterioso TIEMPO.
Antes del 1° segundo la densidad y la
temperatura son tan altas que los quarks, que en la actualidad andan
en duos ó tríos se encuentran separados, formando con los gluones
(de glue = pegamento) un plasma ó como dicen los físicos una sopa de
quark-gluón. De donde vienen estos, fácil pues, de la energía del propio
big-bang. Y de donde viene esa energía, fácil pues de toda esa masa y
energía concentradas. Y de dónde viene TODO eso. Bueno, la verdad,
nadie lo sabe. Recuerda que sólo podemos dar explicaciones a partir
de los 10–43 segundos y sólo, te lo repito, de manera TEÓRICA.
A casi 4 minutos después del big-bang, la proporción en peso del
helio, se ubica al doble de la proporción de peso de los neutrones, es
decir del 26%. esto es importante, porque uno de los aciertos compro
bables de la teoría,es poder predecir mediante una maraña de cálculos
( que no estamos incluyendo, para no aburrirnos ) la abundancia
primigenía de helio de aproximadamente 1/4 de la masa bariónica; es
decir de todo lo formado por 3 quarks. La palabra barión viene del
griego que significa pesado, recuerda que esta agrupación de quarks
forman los protones y neutrones. El protón es 1836 veces más pesado
que el electrón, y el neutrón un poquitito más pesado que el protón.
Ambos explican nuestra masa y ésta nuestro peso, aunque hasta HOY
no sepamos que le da masa a las partículas y porque otras No la
tienen. La importancia de la masa estriba en que ella explica la realidad
y la Gravedad, no ves que existimos porque nos vemos y tocamos,
aunque en realidad nuestros toques sean sólo resultado de la repul
sión electromágnética de nuestros electrones. Si tienes tiempo te
invito a leer los Post, que explican nuestra actual búsqueda de la
partícula que supuestamente dota de masa a las otras partículas, a
través de la máquina más grande y complicada construída por el hombre
el LHC de los europeos. ir al Post .
Antes de continuar haremos un alto, para una importante disquisición
filosófica. Como hemos podido ver en el video sobre la observación del
espacio Ultra profundo, que nos permite ver HOY, lo que ha pasado hace
más de 12,000,000,000 de años ( se lee 12 mil millones de años ) por
favor, tomáte el tiempo que sea necesario para percibir en tu mente la
magnitud de tiempo, que ello representa. Y no te preocupes más adelan
te explicaré como es que puede HOY, verse el pasado.
Lo que quiero que observes en este momento, es el hecho de que NO
podemos ver la realidad micro, ni la realidad macro, en tiempo real, ni
en un continuo, sino que sólo apreciamos FLASHES de ésta.
En otras palabras, nos está PROHIBIDO ver la realidad en video y
sólo la vemos en fotos, es importante que entiendas, que esta limitación
no es de nuestra inteligencia, ni de nuestra técnica, ya que algunos ingé
nuamente piensan que si no lo podemos hacer ahora, eventualmente lo
lograremos, cuando mejore nuestra tecnología. Como hemos explicado en
los Post, dedicados a la física cuántica, que estudia lo micro, el sólo hecho
de OBSERVAR una partícula modifica lo que ésta, estaba haciendo
recuerda TODO lo dicho sobre el PRINCIPIO de INCERTIDUMBRE
de HEISENBERG.
Ahora, en éste Post, sobre el
Big-Bang, es decir una teoría sobre lo macro; nuestra herramienta
básica, es la física clásica. Recuerda que hemos dicho que la física está
dividida en 2. Lo sé, es absurdo, pero asi es como es.
Ya hemos hablado antes, de como cuando los cuánticos han tratado
de invadir el mundo de la física clásica para cuantizarla, todo se vuelve
absurdo, como la predicción de que NO lograríamos ver las galaxias
ultra-lejanas. Lo mismo pasa cuando la clásica, cuyo máximo logro es la
Teoría de la Relatividad General de Einstein, intenta relativizar lo cuánti
co, simplemente fracasa. Ahora bien en ésta teoría, cuando por ejemplo
hemos hablado de la nucleosíntesis estamos dentro de lo cuántico, ya que
tiene que ver con lo micro, que es la aparición de las partículas y la forma
ción de los nucleones y los primeros átomos. Pero conforme crece el
Universo, nos desplazamos a la Relatividad, pues las partículas (lo micro)
se agrupan en nubes, estrellas, galaxias (lo macro); pero que pasa antes
del 1° segundo del Big-Bang cuando todo el Universo está concentrado
en algo micro, aplicamos la Relatividad ó la cuántica. La respuesta es por
ahora, ninguna de las 2; pues todo se hace absurdo.
Ahora bien, cuando tratamos de ver lo macro, descubrimos también
que no pódemos visualizar el continuo,pues para componer la imágen del
espacio ultra-profundo ( foto ), hemos invertido una gran cantidad de
tiempo, de forma tal, que si quisieramos visualizar de la misma forma
todo el cielo, necesitaríamos invertir un Millón de años en ello. Es decir
no podemos contemplar el espacio y el tiempo a la vez; como no podemos
visualizar el modo ondulatorio y puntual de las partículas a la vez.
Aparte, como la velocidad de la luz es finita, cada vez que observamos
el Universo,estamos observando el Espacio a través del tiempo. Veamos
cuando ves la luna la ves como era hace 1 y 1/2 segundos. Cuando vemos
el sol, lo vemos como era hace 8 minutos. Jupiter, como era hace 35
minutos. La estrella más cercana, alfa-centauri, como era hace 4 años
la galaxia andrómeda, como era hace 2 millones de años. Y la imágen del
espacio ultra-profundo, como era hace más de 12 mil millones de años
aunque según los cálculos, corresponda a algo que teóricamente se halla
a 47 mil millones de años luz de distancia de nosotros. Ya que la veloci
dad de expansión del propio espacio, no está sujeta a las restricciones
de velocidad de la teoría de la Relatividad.
Como vemos, todo esto es una locura, sin embargo, no nos queda más
que aferrarnos, a lo que podemos deducir de nuestros endebles mar
cos teóricos.
Incluso, todo lo contado sobre la nucleosíntesis, no es más que el
gran esfuerzo de los teóricos por ir calzando sus cálculos con TODO
lo actualmente observado. Sin dudas una tarea titánica, pero como en
todo lo humano, no es necesariamente la VERDAD, pues nunca
estuvimos ahí.
... Entonces porqué lo hacemos. Porque somos audaces y tenemos
hambre de conocimiento. Y a dónde nos lleva el conocimiento. Siempre
a las puertas de Nuevos Misterios.
... Porqué es todo así ??? ... las primeras
pistas, nos llevarón a plantearnos, que quizas estas incongruencias son
así, porque como observadores, somos parte de lo OBSERVADO. Hoy
en día hemos agregado a esta propuesta, el convencimiento de que el
propio Universo está hecho de esa manera, y NO PODEMOS modificar
la propia mecánica de nuestro Universo para contemplarlo.
CONTINUARÁ Y SEGUIRÁ CONTINUANDO, mientras estemos Vivos
... a propósito visita el Post sobre la VIDA
. . .Dedicado a mis hijos ROBERTO y DILAN y de manera especial a mi gran
amigo RÓMULO BARDELLI