Artículo sobre el Big Bang. Unidad 2

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Dimensión natural del ser humano
2.1
¿Debemos creer en el Big Bang?
Hace unos años, los medios de comunicación informaron sobre un importante descubrimiento
relativo a la teoría del “Big Bang”. Durante un breve tiempo se publicaron artículos que, con éxito
dispar, intentaban echar algo de luz sobre el tema. Pocas veces se expuso claramente qué fue lo
que se descubrió. Comencemos entonces por el final:
En 1989 la NASA puso en órbita un satélite, el COBE (Cosmic Background Explorer) para tratar
de medir irregularidades en la “radiación de fondo”. Esta radiación (también llamada “radiación de
3 grados Kelvin” o “Eco del Big Bang”) no es más que ondas de radio que vienen de todas
direcciones y es conocida desde 1965, año en que fue detectada por primera vez con un receptor
de microondas.
Así como el detective verifica la identidad de un individuo comparando sus huellas digitales, las
irregularidades en la radiación de fondo brindan al astrónomo datos sobre la historia primitiva del
Universo; específicamente sobre la época en que comenzaron a formarse las galaxias. Como
estas irregularidades son muy pequeñas, no había sido posible medirlas desde la Tierra debido a
la atmósfera y a las interferencias, por eso la NASA envió un satélite para detectarlas desde el
espacio.
Podemos ahora preguntarnos qué tiene que ver todo esto con el Big Bang:
Después de haber elaborado la teoría de la Relatividad General, Einstein se propuso utilizarla
para tratar de entender cómo era el Cosmos. Sus cálculos indicaban que el Universo no podía
ser estable: debía estar expandiéndose o colapsando. Como Einstein creía que el Universo era
estable, propuso la existencia de una fuerza opuesta a la gravedad que permitiría que el Universo
fuera estacionario. Por su parte el físico y matemático Alexander Friedmann siguió trabajando en
el camino correcto, aceptando las consecuencias de la Relatividad General y elaboró, ya en
1922, modelos que describían al Universo en expansión.
La visión que teníamos del cosmos hacia principios de siglo nos ubicaba formando parte de un
sistema achatado que contenía todas las estrellas. En 1924 el astrónomo Edwin Hubble
descubrió que ciertos objetos astronómicos conocidos entonces como “nebulosas espirales” eran
en realidad otras galaxias (en aquella época se usaba el término “universos islas”) constituidas
cada una por miles de millones de estrellas y que se encontraban a enormes distancias. Durante
los años siguientes se dedicó a medir sus distancias y velocidades y descubrió que las galaxias
se estaban alejando unas de otras: en otras palabras, descubrió que el Universo estaba en
expansión (paradójicamente los trabajos de Friedmann no fueron conocidos en occidente hasta
1935).
Habiendo descubierto que el Cosmos se estaba expandiendo, los astrónomos se preguntaron
entonces cómo comenzó esta expansión. La misma física que hoy nos permite entender por qué
brillan las estrellas, cómo fue el origen del hombre o por qué no hay aire en la Luna, indicaba que
el Universo debió tener un comienzo muy caliente y que parte de ese calor inicial podría
detectarse aún ahora en la banda de las microondas. Arno Penzias y Robert Wilson lo detectaron
por primera vez en 1965, lo que les valió el premio Nobel.
Entonces: ¿Comenzó realmente a existir el Cosmos con una “Gran Explosión”?
Las traducciones al lenguaje cotidiano de las teorías científicas son poco fidedignas. Decir “todo
empezó con una gran explosión” no es muy distinto de decir “todo vino de un gran huevo
cósmico” o cualquier cosa por el estilo. Cuando nos cuentan una historia así, sólo podemos creer
que es verdadera o creer que es falsa (pero no saberlo).
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Pero las teorías científicas no son verdaderas ni falsas, sino que se ajustan bien o no a los
fenómenos observados.
Las que no se ajustan a los hechos son descartadas.
Las que sí lo hacen, sirven hasta tanto se realice una observación discrepante. En tal caso
deberemos elaborar una nueva teoría que esté de acuerdo con la realidad y habremos aprendido
algo nuevo sobre el mundo que nos rodea.
La ciencia no se basa en complicadas ecuaciones matemáticas: éstas son sólo una herramienta.
La ciencia se basa en la actitud de estar dispuestos a cambiar nuestras ideas previas cuando los
hechos nos demuestran que no corresponden precisamente a la verdad.
Se ha dicho también que la teoría del Big Bang tiene connotaciones teológicas. Es cierto que hay
quienes tienen una visión religiosa de la ciencia: existen personas que “creen” y personas que
“no creen” en el Big Bang. ¡Hasta la Iglesia proclamó oficialmente en 1951 que la teoría del Big
Bang estaba de acuerdo con la Biblia!
Sin embargo, desde entonces se han aprendido cosas nuevas: La teoría de 1951 no es igual a la
actual. En particular, no existe “una” teoría del Big Bang; los datos aportados por el COBE
sirvieron para seleccionar la que mejor se ajusta a los hechos (conocida como “Modelo
Cosmológico Standard”) y descartar otras.
¿Debemos creer entonces en el Big Bang?
Es cierto que en 1929 Edwin Hubble descubrió que el Universo estaba en expansión.
Es cierto que en 1965 Penzias y Wilson descubrieron la radiación de fondo (el “eco del Big
Bang”).
Pero creer que una determinada teoría, fábula o mito es la verdad definitiva es renunciar para
siempre a aprender nada nuevo sobre el Mundo que nos rodea.
NOTA: He utilizado siempre la palabra “teoría” y nunca “Hipótesis”. El Big Bang NO ES una
hipótesis. Las hipótesis en que se basa son:
a) La misma física es aplicable en cualquier parte del Universo.
b) El Universo presenta el mismo aspecto visto desde cualquier parte.
Hasta ahora hemos utilizado con éxito la física para entender los fenómenos que ocurren tanto
en la Tierra como en Saturno, el Sol, las estrellas o las galaxias más lejanas.
La segunda hipótesis significa que la galaxia a la que pertenecemos no ocupa ningún “lugar
preferencial” en el Cosmos. Es solamente una suposición, pero desde que comenzamos a mirar
el cielo hemos descubierto primero que la Tierra no está en el centro del Universo, luego que el
Sol está en el borde de una galaxia y que ésta es sólo una más entre cientos de miles de
millones. Tal vez esto nos ha enseñado a ser un poco más humildes.
OSTROV, P. G., en “Bigbang” http://www.fcaglp.unlp.edu.ar/%7Eostrov/ext1.html
La teoria del Big Bang y el origen del Universo
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El Big Bang, literalmente gran estallido, constituye el momento
en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen
del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de
densidad infinita, que en un momento dado "explota"
generando la expansión de la materia en todas las direcciones
y creando lo que conocemos como nuestro Universo.
Inmediatamente después del momento de la "explosión", cada
partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una
de otra, de la misma manera que al inflar un globo éste va
ocupando más espacio expandiendo su superficie. Los físicos
teóricos han logrado reconstruir esta cronología de los hechos
a partir de un 1/100 de segundo después del Big Bang. La
materia lanzada en todas las direcciones por la explosión
primordial está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones,
Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones y un largo etcétera hasta más de 89 partículas conocidas
hoy en día.
En 1948 el físico ruso nacionalizado estadounidense George Gamow modificó la teoría de
Lemaître del núcleo primordial. Gamow planteó que el Universo se creó en una explosión
gigantesca y que los diversos elementos que hoy se observan se produjeron durante los primeros
minutos después de la Gran Explosión o Big Bang, cuando la temperatura extremadamente alta y
la densidad del Universo fusionaron partículas subatómicas en los elementos químicos.
Cálculos más recientes indican que el hidrógeno y el helio habrían sido los productos primarios
del Big Bang, y los elementos más pesados se produjeron más tarde, dentro de las estrellas. Sin
embargo, la teoría de Gamow proporciona una base para la comprensión de los primeros
estadios del Universo y su posterior evolución. A causa de su elevadísima densidad, la materia
existente en los primeros momentos del Universo se expandió con rapidez. Al expandirse, el helio
y el hidrógeno se enfriaron y se condensaron en estrellas y en galaxias. Esto explica la expansión
del Universo y la base física de la ley de Hubble.
Según se expandía el Universo, la radiación residual del Big Bang continuó enfriándose, hasta
llegar a una temperatura de unos 3 K (-270 °C). Estos vestigios de radiación de fondo de
microondas fueron detectados por los radioastrónomos en 1965, proporcionando así lo que la
mayoría de los astrónomos consideran la confirmación de la teoría del Big Bang.
Uno de los problemas sin resolver en el modelo del Universo en expansión es si el Universo es
abierto o cerrado (esto es, si se expandirá indefinidamente o se volverá a contraer).
Un intento de resolver este problema es determinar si la densidad media de la materia en el
Universo es mayor que el valor crítico en el modelo de Friedmann. La masa de una galaxia se
puede medir observando el movimiento de sus estrellas; multiplicando la masa de cada galaxia
por el número de galaxias se ve que la densidad es sólo del 5 al 10% del valor crítico. La masa
de un cúmulo de galaxias se puede determinar de forma análoga, midiendo el movimiento de las
galaxias que contiene. Al multiplicar esta masa por el número de cúmulos de galaxias se obtiene
una densidad mucho mayor, que se aproxima al límite crítico que indicaría que el Universo está
cerrado.
La diferencia entre estos dos métodos sugiere la presencia de materia invisible, la llamada
materia oscura, dentro de cada cúmulo pero fuera de las galaxias visibles. Hasta que se
comprenda el fenómeno de la masa oculta, este método de determinar el destino del Universo
será poco convincente.
Muchos de los trabajos habituales en cosmología teórica se centran en desarrollar una mejor
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comprensión de los procesos que deben haber dado lugar al Big Bang. La teoría inflacionaria,
formulada en la década de 1980, resuelve dificultades importantes en el planteamiento original de
Gamow al incorporar avances recientes en la física de las partículas elementales. Estas teorías
también han conducido a especulaciones tan osadas como la posibilidad de una infinidad de
universos producidos de acuerdo con el modelo inflacionario.
Sin embargo, la mayoría de los cosmólogos se preocupa más de localizar el paradero de la
materia oscura, mientras que una minoría, encabezada por el sueco Hannes Alfvén, premio
Nobel de Física, mantienen la idea de que no sólo la gravedad sino también los fenómenos del
plasma, tienen la clave para comprender la estructura y la evolución del Universo.
http://www.astromia.com/astronomia/teoriabigbang.htm
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