A pesar de su popularidad, el Big Bang está rodeado de algunos mitos muy frecuentes. Es un inconveniente, porque transmite una idea diferente a cómo se entiende que sucedió. A su vez, eso provoca que se hagan preguntas que, en realidad, no surgirían si el proceso estuviese más claro…
Qué fue el Big Bang realmente
Torsten Bringmann y Are Raklev son dos profesores de cosmología y física teórica (respectivamente) que se han adentrado en ese intento de aclarar la imagen que popularmente se tiene sobre el Big Bang y algunos de sus mitos. Es una gran oportunidad para repasarlo. Probablemente hayas escuchado en alguna ocasión que todo el universo estaba condensado en un punto infinitamente pequeño. En algún momento, ese punto explotó y toda la masa que compone el universo fue expulsada al espacio. Toda la frase, por raro que pueda parecer, es incorrecta.
Como explica Bringmann, la imagen que se tiene es muy diferente. ¿Qué fue realmente el Big Bang? En su explicación más simple, la teoría del Big Bang dice que hace 13 800 millones de años, el universo estaba en un estado mucho más cálido y denso que en la actualidad. En algún momento se expandió. Sin muchas más complicaciones. Desde que comenzase esa expansión, el universo ha seguido haciéndolo y, con el paso del tiempo, cada vez se ha vuelto más frío. Es una teoría que no es ni mucho menos menor. Ha permitido entender el universo.
Así se ha podido determinar, por ejemplo, cuándo se formaron las partículas elementales, los átomos, las estrellas, las galaxias… Ha permitido entender qué sucedió incluso cuando el universo tenía una edad de 10^-32 segundos. Es decir, cuando el universo tenía 0,0000000000000000000000000000000001 segundos. Al oír hablar de Big Bang, y descubrir que la traducción al castellano es, literalmente, Gran Explosión, podríamos pensar que el universo empezó así. Pero no es la mejor forma de visualizarlo, hay un enfoque mucho más simple.
No hubo explosión alguna
A principios de la década de 1920, el matemático Alexander Friedmann descubrió que la teoría de la relatividad de Einstein funciona con un universo en expansión. El sacerdote belga Georges Lemaître llegó a la misma conclusión. Poco después, Edwin Hubble mostró que las galaxias se alejan de nosotros. Su luz se desplaza al rojo, indicando que sus ondas se han alargado y desplazado hacia el rojo. No solo eso, las galaxias desaparecen de nuestra vista cada vez más rápido. Llegará un día, de hecho, en el que ninguna galaxia será observable.
Pero no sucederá en muchos miles de millones de años. Lo interesante, en realidad, es que también se puede retroceder y seguir el camino opuesto. En el pasado, estaban mucho más cerca entre sí. Si nos remontamos al principio, todo estaba en un lugar muy pequeño. Así hasta que llegamos al instante del Big Bang. No fue una explosión en la que se expulsasen los elementos, como si fuesen los fragmentos de una bomba. En el Big Bang no hubo elementos que viajasen por el espacio. Fue el propio universo lo que se expandió en sí mismo.
Es decir, no hay que verlo como una explosión en la que la masa explota en todas las direcciones. Solo como una expansión del universo (junto a otros fenómenos que tuvieron lugar en el inicio del universo). Del mismo modo, hay que decir que el universo no se está expandiendo en el interior de nada. No es que las galaxias se alejen entre sí, si no que el propio espacio está expandiéndose. Es algo que se puede imaginar de una manera bastante simple. Por ejemplo, con una masa en la que se ha colocado un buen puñado de pasas…
Cómo imaginar la expansión del universo
La masa en sí misma representaría al espacio. Las pasas serían las galaxias. Si calentamos la masa, en un horno, crecerá, provocando que las pasas estén más lejos entre sí, sin haberse movido. Otro ejemplo es la superficie de un globo, sin hinchar, en el que pintemos varios puntos. Al inflarlo se alejarán. Aun así, sí es cierto que las galaxias también se mueven por la atracción gravitacional, pero es otro efecto. Es el responsable, de hecho, de que la Vía Láctea y Andrómeda se estén acercando y que, en unos 5000 millones de años, colisionen.
En distancias pequeñas, algunas galaxias se acercan entre sí. Pero en distancias muy grandes, este efecto queda totalmente superado por la expansión del universo. No solo eso, la velocidad a la que aumenta la distancia es superior cuanto más lejos estén dos galaxias entre sí. En el caso de esa masa que imaginábamos, está claro que se expandiría en un horno. Pero el universo, por difícil que pueda resultar imaginarlo, no se expande en nada. Ni siquiera es necesario que el universo tenga un límite. Podría ser infinito en extensión.
Lo que conocemos como universo observable es una burbuja, con nuestro planeta en el centro, que tiene unos 90 000 millones de años-luz de diámetro. Cuanto más lejos miramos en el espacio, más lejos miramos en el tiempo. Por lo que no podemos mirar más allá de la distancia que la luz ha podido recorrer desde el Big Bang. Como el cosmos está en expansión (y esa expansión acelerando) es muchísimo más grande que los 13 800 millones de años-luz (de radio) que podríamos esperar que tuviese. Además, el universo es plano…
La vida en un universo plano
¿Qué quiere decir plano en este contexto? No lo que se podría pensar. Lo que quiere decir es que dos rayos de luz se mantendrán paralelos entre sí y nunca se tocasen. Pero, si intentases viajar al final del universo, nunca lo alcanzarías. Seguramente sea infinito. Aunque, si tuviese curvatura positiva, podría ser finito. Sería una especie de esfera muy extraña. Si viajases al fin del cosmos, terminarías en el mismo lugar en el que comenzaste, sin importar en qué dirección partieses. Del mismo modo que podrías hacerlo en la superficie de la Tierra.
Por raro que pueda parecer, un universo infinito, que se expande, sigue siendo infinito. A lo que podemos añadir otra pregunta que resulta muy común: ¿dónde sucedió el Big Bang? Como ya hemos establecido que no fue una explosión, sino que simplemente se expandió, es fácil visualizarlo de otra manera. El Big Bang sucedió en todas partes, en todo el universo. A fin de cuentas, estamos en su interior y es todo el cosmos lo que se expande. Entre los mitos del Big Bang también nos encontramos con que el universo era un pequeño punto…
Aunque es cierto que todo el universo observable estaba tremendamente agrupado en un pequeño espacio, la idea resulta confusa. ¿Cómo podría ser el universo infinito y, al mismo tiempo, muy pequeño? En realidad, nada impide que el universo ya fuese infinito en el Big Bang. Lo que se quiere decir, en realidad, es que lo que en aquel momento era una distancia de un metro, por ejemplo, ahora es una distancia de muchos miles de millones de años-luz. Cuando se habla del tamaño del universo, se hace en referencia al universo observable.
Otros mitos del Big Bang…
También se suele decir que el universo, en el Big Bang, comenzó como una singularidad, o que era infinitamente pequeño, denso y cálido. Las singularidades son una expresión matemática que no funcionan. Es decir, indican que nuestra comprensión de la física deja de funcionar en lugares así, pero puede que no haga falta retroceder tanto. A fin de cuentas, si retrocedemos en el tiempo, sabemos que el universo es cada vez más pequeño, denso y cálido. Terminamos llegando, tarde o temprano, a un punto increíblemente pequeño, cálido y denso.
Si continuamos, llegaríamos, por fuerza, a un momento en el que el tamaño del universo sería cero, pero, como plantea Bringmann, es una extrapolación matemática más allá de lo que la teoría permite. Se llega a punto en el que la densidad, energía y temperatura son tan elevados que ya no hay teorías físicas que puedan describirlos. Haría falta una teoría diferente para describirlo. De hecho, es algo que se está intentando investigar. ¿Cómo? Con una teoría del todo. Una teoría que sea capaz de aunar el mundo de lo muy grande y lo muy pequeño.
De esa forma, el mundo de la gravedad (que domina a grandes escalas) y el mundo de la teoría cuántica serían parte de un mismo conjunto. Con una teoría así, se espera, sería posible entender qué sucedió en el primer instante del universo. Algo que todavía no se puede determinar. Pero, más allá de los mitos del Big Bang, lo cierto es que esa teoría del todo puede que nunca llegue a convertirse en realidad. Queda mucho camino por recorrer, pero los avances que se han producido por ahora han sido discretos. Aunque no hay que perder la esperanza…
Referencias: Phys
