tema 1.ejercicio 2

tema 1. Ejercicio 2 (El big bang)

En cosmología física, la teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión es un modelo científico que trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una singularidad espaciotemporal. Técnicamente, este modelo se basa en una colección de soluciones de las ecuaciones de la relatividad general, llamados modelos de Friedmann- Lemaître - Robertson - Walker.

El Big Bang, traducido literalmente, significa "gran estallido", lo que nos da la pista de cómo empezó todo. Se refiere al momento exacto en el que, de la "nada", emerge toda la materia, es decir, el origen del 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.

La idea central del Big Bang es que la teoría de la relatividad general puede combinarse con las observaciones de isotropía y homogeneidad escala de la distribución de galaxias y los cambios de posición entre ellas, permitiendo extrapolar las condiciones del Universo antes o después en el tiempo.

Una consecuencia de todos los modelos de Big Bang es que, en el pasado, el Universo tenía una temperatura más alta y mayor densidad  y, por tanto, las condiciones del Universo actual son muy diferentes de las condiciones del Universo pasado.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.pudo predecir que debería de haber evidencias de un fenómeno que más tarde sería bautizado como radiación de fondo de microondas.

En 1929, Edwin Hubble descubrió que las galaxias se alejan unas de otras a velocidades directamente proporcionales a su distancia. Este hecho se conoce ahora como la ley de Hubble.
Con el paso del tiempo, se apoyó la idea de que el Universo evolucionó a partir de un estado denso y caliente. Desde el descubrimiento de la radiación de fondo de microondas, en 1965, ésta ha sido considerada la mejor teoría para explicar el origen y evolución del cosmos.

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).

Arno Penzias y Robert Wilson trabajaban como técnicos de la Bell Telephonic en una antena diseñada para mejorar las comunicaciones por satélite. En un principio se recibían las comunicaciones del satélite Eco I, lanzado en 1960. Cuando este trabajo dejó de ser necesario, ambos técnicos modificaron la antena y la transformaron en el radiotelescopio de mayor poder de recepción de la época, con el propósito de continuar su trabajo de tesis, que consistía en el relevamiento de la intensidad de fuentes de radio-energía provenientes del espacio, con aplicaciones tanto en el desarrollo de la comunicación por satélite como en la radioastronomía.
El 20 de mayo de 1964 anotaron una contaminación, un “ruido de fondo”, una señal de 4080 MHz con una longitud de onda de 7,35 cm que no cesaba nunca. Durante varios meses se dedicaron a descartar posibles orígenes de la intrigante señal, tanto extraterrestres (escudriñando posibles fuentes en la Vía Láctea) como terrestres (desde las señales provenientes de la ciudad de New York hasta el excremento de un par de palomas que habían nidificado en la antena). No encontraron ninguna explicación para la persistente señal uniforme e invariable que encontraban apuntasen donde apuntasen su radiotelescopio, una radiación que correspondía a una temperatura de 2,725 Kelvin.

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.