El origen del universo. Sin Dios, gracias (Parte 1)


Pues sí, me he animado a escribir algo sobre el origen del universo. Lo de "sin Dios" es porque toda explicación racional ha de descartar un ser divino que lo controle todo, de lo contrario cualquier cosa es posible "porque Dios lo quiere" y eso supone el final de lo racional. Lo de "gracias" es porque sin la razón no tiene sentido la ciencia y todos nosotros nos quedaríamos sin trabajo. Esta es la primera parte... bueno, ¿Qué esperabais? ¿quince mil millones de historia del universo resumidas en un único post?

Seguramente todos vosotros hayáis oído hablar del BigBang, o gran explosión, que según las actuales teorías dio origen al universo. Vamos a centrarnos hoy en el origen científico de esta teoría. Parece que decir que todo empezó con una gran explosión es casi como no decir nada y sin embargo la teoría del BigBang está bien cimentada.

Las primeras evidencias experimentales fueron las observaciones de Edwin Hubble, astrónomo estadounidense que en 1929 observó galaxias alejadas de la Vía Lactea, la galaxia en la que se encuentra la tierra. Básicamente lo que hacía Hubble era apuntar su telescopio a zonas del cielo aparentemente a oscuras, y hacer que su telescopio proyectara la luz en placas fotográficas que luego revelaba. Descubrió que estas regiones del espacio no estaban vacías sino que la intensidad de la luz que llegaba de ellas era muy pequeña y que por eso no se veía nada a simple vista. Al utilizar técnicas más avanzadas descubrió que en estas regiones había galaxias.

No está mal para empezar. Sólo por esta aportación ya podríamos recordarlo. Pero es que además empezó a calcular la distancia y velocidad de estas galaxias. ¿Cómo se puede calcular la velocidad de una galaxia que se está alejando de nosotros? Con su espectro. Como Aprendiz bien indicaba la forma en la que cada compuesto emite luz es característico del compuesto. Es como una huella dactilar que lo identifica.

Lo que sucede es que si el emisor de luz se mueve a una velocidad suficiente cambia la longitud de onda de la misma, esto es, su color. Un objeto que se aleja a la suficiente velocidad se ve más rojizo que uno que se esté acercando, que se verá más azulado. Tal y como se ve en la imagen. Físicamente lo que está sucediendo es muy fácil de entender. El emisor, en este caso un átomo, emite una cresta de onda en un momento dado, al pasar un tiempo (por definición el periodo) emite una segunda cresta de onda. Si estuviera quieta la distancia entre estas dos crestas sería la longitud de onda, pero no está quieto. Así que la distancia se acorta si la fuente se acerca al observador, o se alarga si se aleja. Al cambiar la longitud de onda cambia el color. Hubble midió espectros típicos de estrellas pero desplazados hacia menores longitudes de onda, hacia el rojo. Este es el famoso "Corrimiento hacia el rojo".

Con este principio, Hubble pudo medir la velocidad a la que las galaxias se movían y descubrió con asombro que, quitando unas pocas cercanas, todas la galaxias se alejaban de nosotros. Y es más, cuanto más lejos está la galaxia más rápido se aleja. En astronomía más lejos significa hace más tiempo (ya que las distancias se miden en el tiempo que la luz necesita para recorrerla, años luz, y en el caso de las galaxias son millones de años), con lo que antes las galaxias se alejaban a mayor velocidad.

Todo esto nos lleva a la conclusión de que hoy en día el universo está expandiéndose, esto es que antiguamente era mucho más denso y caliente. De ahí el termino BigBang, de esa expansión rápida que ha sufrido el universo. Pero, si esto fuera así debería haber algún resto de esa gran expansión, de ese momento en el que el universo era tan denso y caliente. Pues la hay, se trata de la radiación de microondas del fondo cósmico. Que se puede medir en cualquir dirección en el universo. Pero creo que será mejor hablar de eso otro día.

3 comentarios:

Aprendiz dijo...

Genial, así que ¿el famoso corrimiento al rojo es solo Doppler? A ver si lo físicos empezáis a decir las cosas claras...

Buen principio. Me gusta. No sé como andarán las teorías, pero ¿tú que crees? ¿Es este el primer universo? Porque por lo que deduzco de lo que has dicho, el universo está en expansión, pero cada vez menos, ¿no? ¿Se contraerá, habrá un contra BigBang? ¿Ha habido antes otro universo que se contrajo hasta generar "nuestro Big Bang? Estas y otras preguntas te están esperando...

Davide dijo...

Tranquilo, tranquilo, que habrá más partes.

Vayamos por parte, primero el honor de los físicos :) La física lo deja todo cristalinamente claro. El corrimiento hacia el rojo es producido por el efecto doppler, pero no es el efecto Doppler. El efecto Doppler es el cambio de frecuencia en las ondas producido por el movimiento relativo de la fuente y el obsevador, en el caso concreto de la luz para una fuete que se aleja del observador esto produce el corrimiento hacia el rojo...bueno, vale, podriamos decir que es un caso concreto de Doppler.

Es cierto que este movimiento de expansión de deberia de verse frenado por efecto de la gravedad. Pero para que esto suceda ha de haber materia suficiente. Se estima que la materia necesaria para esto es de tres atomos por metro cubico. Parece poco pero las actuales medidas de materia visible indican que no hay tanta materia en todo el universo. Aunquen tal vez existan otros aportes que no se han tenido en cuenta, como la masa de los neutrinos, que hasta hace poco se creia nula.

Si se diera esta gran contración, o BigCrunch,toda la materia se volveria a concentrar en un único punto. Hay quienes sostiene que este seria el origen de un nuevo universo. Y que el actual proviene de otro anterior, con lo que se tendría un universo oscilante...

Lo de otros universos parece algo dificil, sino imposible, de medir. Y si no es medible no es ciencia.

alv dijo...

Una preguntilla. Lo he pensado varias veces y no logro responderme.
Según la segunda ley la entropía del Universo aumenta, es decir en el inicio fue cero. Y si algo tiene una entropía igual a cero, para sacarle de ese estado habrá que aplicar una energía bastante elevada. Pero, ¿de dónde sale esa energía?, ¿por qué a un sistema con entropía cero, por definición perfecto, sale de ese estado?
Quizás plantee mal la pregunta o se me olvida algo elemental. O al principio la entropía no era igual a cero, no sé. ¿Podríais ayudarme?

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