Big bang

    La teoría del big bang, o explosión primordial primigenia, constituye el modelo más comúnmente aceptado para explicar la actual estructura y composición global del Universo. Aunque desde que fuera propuesta a mediados del siglo XX ha experimentado algunos cambios sustanciales en su presentación y desarrollo, esta hipótesis parte de una idea básica: el Universo observable, tal como puede ser percibido desde el Sistema Solar, surgió de una explosión inicial cataclísmica a partir de una entidad cuasipuntual de enorme concentración de energía y altísima temperatura llamada singularidad esencial.

    Este modelo se ha convertido en pilar básico de la cosmología contemporánea. Parte de dos suposiciones principales: la validez de la teoría de la relatividad general para explicar la interacción gravitatoria de la materia y el principio cosmológico. Este principio sostiene que la visión que tiene cualquier observador del Universo no depende ni de la dirección en la que lo examine ni del lugar que ocupa. Así pues, el principio cosmológico viene a suponer, por tanto, que el Universo es homogéneo e isótropo a escala global.

    Una de las concepciones más elusivas del big bang es la afirmación de que la explosión primigenia no tuvo lugar en un punto, sino en todo el espacio al mismo tiempo. Por otra parte, la homogeneidad e isotropía cósmicas ha llevado a desarrollar una variante del modelo, actualmente de aceptación general, llamada del Universo inflacionario. Según ésta, en un instante inmediatamente posterior a la explosión inicial se produjo un crecimiento exponencial de todo el Universo al mismo tiempo, lo que le dotó de sus propiedades mensurables actuales.

    Por medio de las hipótesis y formulaciones del big bang es posible ofrecer una descripción del Universo, su evolución y su estructura. El modelo explica que el rápido enfriamiento y descenso de densidad que acompañó al big bang permitió, sucesivamente, la separación de materia y energía, la creación de partículas elementales y, posteriormente, la de los primeros núcleos atómicos y los átomos. Esta teoría tiene un fuerte poder predictivo de la abundancia de estos elementos ligeros en el Universo (hidrógeno, helio, litio) acorde con las observaciones.

    La descompactación de la singularidad esencial permitió, desde un cierto instante, el desplazamiento libre de la energía por el espacio-tiempo. Según los cálculos, esta energía debería haberse ido enfriando progresivamente hasta una temperatura muy baja, cercana al cero absoluto, pero no nula.

    La predicción de la existencia de esta radiación cósmica de fondo, que actualmente se situaría en el dominio de las microondas (a unos 3 K de temperatura), se convirtió en un extraordinario aval del modelo cuando, en 1965, fue detectada por Arno Penzias y Robert Wilson. En la actualidad, el modelo se ha enriquecido con la idea de la existencia de una constante cosmológica no nula (posiblemente relacionada con el concepto cuántico de energía de vacío) que estaría provocando una expansión acelerada del Universo.

    Aunque útil en su conjunto, la hipótesis del big bang deja numerosas cuestiones sin resolver que cuestionan la validez definitiva del modelo. Una de las principales es su incapacidad, por el momento, de explicar la composición del cosmos. Según las estimaciones del propio modelo, la materia-energía ordinaria observada representa únicamente el 4% del total del Universo. El resto es materia oscura (23%) y energía oscura (76%), dos entidades que carecen de una clara interpretación dentro de la teoría.

    Secuencia de acontecimientos desde el Big Bang hasta el presente, según el modelo cosmológico comúnmente aceptado. K = grados Kelvin.