Actualizado el sábado, 4 febrero, 2023
¿Sabías que nuestro universo estuvo «a oscuras» durante 400 millones de años? ¿Qué pasó en el origen del universo? ¿Qué ocurrió exactamente durante el Big Bang? ¿Cómo se creó la materia? ¿Y cuál fue el papel del bosón de Higgs, que dio masa a otras partículas? Esta es la historia de la creación del universo, una narración que dura 13.700 millones de años, pero que se resume en este vídeo de tres minutos y medio con una espectacular vídeo-infografía.
Original: OpenMind
El consenso científico actual es que el universo comenzó con el Big Bang hace unos 13.800 millones de años. Este evento marcó el comienzo del universo, en el que se crearon toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. El Big Bang fue un estado increíblemente denso y caliente, a partir del cual el espacio comenzó a expandirse, creando el universo tal como lo conocemos hoy.
Cómo tuvo lugar el origen del universo
La teoría del Big Bang consiste en que el universo que antes era una singularidad infinitamente densa, matemáticamente paradójica, con una temperatura muy elevada, en un momento dado explotó comenzando a expandirse, una gran cantidad de energía y materia separando todo, hasta ahora. El universo después del Big Bang, comenzó a enfriarse y a expandirse, este enfriamiento produjo que tanta energía comenzara a estabilizarse. Los protones y los neutrones se «crearon» y se estabilizaron cuando el universo tenía una temperatura de 100.000 millones de grados, aproximadamente una centésima de segundo después del inicio.
Tal y como se puede apreciar en el vídeo la existencia del bosón de Higgs sería el más simple de varios métodos del Modelo estándar de física de partículas que intentan explicar la razón de la existencia de masa en las partículas elementales. Su descubrimiento fue de tal importancia que el 8 de octubre de 2013 les fue concedido a Peter Higgs, junto a François Englert, el Premio Nobel de física «por el descubrimiento teórico de un mecanismo que contribuye a nuestro entendimiento del origen de la masa de las partículas subatómicas, y que, recientemente fue confirmado gracias al descubrimiento de la predicha partícula fundamental, por los experimentos ATLAS y CMS en el Colisionador de Hadrones del CERN».
Conceptos básicos de la vida, el universo y todo
¿Cómo llegamos aquí? ¿De dónde vino el universo? ¿Qué es el universo, incluso? Grandes pensadores y científicos han abordado estas preguntas durante milenios, pero solo ahora estamos comenzando a acercarnos a crear una imagen completa de nuestro fascinante y complejo universo.
Estas claves le darán un curso intensivo sobre todas las principales preguntas existenciales. Aprenderá cómo se formó el universo, cómo surgió la vida y cómo surgieron las grandes mentes del mundo con sus innovadoras ideas.
Pero por mucho que la ciencia nos ha dado en términos de nuestra comprensión del mundo, aún quedan muchas preguntas sin respuesta. Las muchas formas de vida que viven en las profundidades de nuestros océanos, gran parte de lo que constituye el universo e incluso los elementos del mundo que se encuentran debajo de nuestros pies aún permanecen envueltos en un misterio.
La teoría del Big Bang
Es 1965. Dos radioastrónomos, Arno Penzias y Robert Wilson, están trabajando con una gran antena de comunicaciones en Nueva Jersey. Están tratando de encontrar un poco de silencio de radio para poder realizar experimentos. Pero está resultando complicado. Dondequiera que apunten la antena, hay una interferencia persistente: un siseo extraño y desenfocado que simplemente no desaparece.
Penzias y Wilson intentan todo para deshacerse del silbido. Reconstruyen sus instrumentos. Reajustan y vuelven a probar sus sistemas. Se suben a la antena y limpian la caca de pájaros. El silbido simplemente no desaparece.
Exasperados, llaman a Robert Dicke, astrofísico de Princeton. Cuando Dicke escucha su historia, instantáneamente sabe lo que están haciendo: es la radiación de fondo cósmica que quedó del nacimiento del universo. Por completo accidente, Penzias y Wilson han encontrado la primera evidencia concreta del Big Bang: el momento en que nació nuestro universo.
La teoría del Big Bang establece que el universo se desarrolló a partir de un punto increíblemente denso y a una velocidad tremenda.
Entonces, ¿qué sucedió exactamente cuando se formó el universo?
La teoría del Big Bang establece que el universo comenzó como un único punto de la nada llamado singularidad . Este punto era tan compacto que no tenía dimensiones. Confinados en este único punto infinitamente denso estaban todos los componentes básicos del universo.
De repente, y nadie sabe muy bien por qué, esta singularidad explotó. En un solo momento, todos los contenidos futuros del universo fueron arrojados al vacío.
La magnitud y la velocidad de esta explosión son difíciles de comprender. Los científicos creen que inmediatamente después del Big Bang, el universo duplicó su tamaño cada 10 a 34 segundos. Puede ser difícil comprender qué tan rápido es eso, así que pongámoslo de otra manera. En solo tres minutos, el universo creció desde la más pequeña de las motas hasta más de 100 mil millones de años luz de diámetro. El 98% de toda la materia, junto con las fuerzas fundamentales que gobiernan el universo, se crearon en el tiempo que te lleva hacer un sándwich.
Así que volviendo a Arno Penzias y Robert Wilson y su siseo, ¿qué fue exactamente lo que habían descubierto?
La intensa energía desatada durante el Big Bang finalmente se enfrió y se transformó en microondas. Fueron estas microondas las que Penzias y Wilson captaron como un silbido. Y ni siquiera necesita una gran antena de comunicaciones para ver esta evidencia; cualquiera que tenga un televisor puede hacerlo. Simplemente desaintonice su televisor y escuche esa extraña estática que se produce entre las estaciones. Alrededor del 1 por ciento de esta estática es un remanente del Big Bang, una reliquia de los primeros momentos de nuestro universo.
La radiactividad mostraba su edad
En 1650, un arzobispo irlandés llamado James Ussher decidió que intentaría responder una pregunta de larga data: ¿Qué edad tiene la Tierra?
Utilizando información contenida en el Antiguo Testamento y algunos otros documentos históricos, Ussher se puso manos a la obra. Después de una cuidadosa deliberación, se le ocurrió una respuesta muy precisa: la Tierra fue creada al mediodía del 23 de octubre de 4004 a. C.
La respuesta de Ussher no se hizo realidad. La mayoría de los científicos de la época creían que el planeta era mucho, mucho más antiguo. El único problema era que no tenían forma de determinar su edad exacta.
Los geólogos del siglo XIX podían deducir mucho de las rocas de la Tierra. Al observar las capas de las rocas, pudieron decir que hubo muchos períodos geológicos en la historia de la Tierra. Podían decir qué rocas eran más antiguas y cuáles eran más recientes, y que debió haber tardado millones de años en acumularse cada capa de roca. Pero no podían estar seguros de cuánto tiempo exactamente .
No fue hasta bien entrado el siglo XX que se descubrió la edad de la Tierra. Y la herramienta que finalmente desveló este secreto fue la radiactividad .
El concepto de radiactividad se remonta a 1896, cuando Marie y Pierre Curie descubrieron que ciertas rocas liberan energía sin mostrar ningún cambio en su tamaño o forma. Llamaron a este fenómeno radiactividad. El trabajo de los Curie llamó la atención del físico Ernest Rutherford. Rutherford descubrió que los elementos radiactivos se desintegran en otros elementos. Por ejemplo, un tipo de uranio, el uranio 235, se descompone en un tipo de plomo, el plomo 207. Además, esta descomposición siempre ocurre a la misma velocidad. Siempre se necesita el mismo tiempo para que la mitad de los elementos de una muestra en particular se descomponga. Este proceso se conoce como vida media y es muy útil para estimar la edad de algo.
Cuando se conoce la vida media del uranio-235 y se desintegra en plomo-207, se puede calcular la edad de la roca midiendo la cantidad actual de estos dos elementos en ella.
No fue hasta 1956 que todos estos descubrimientos se juntaron y se conoció la edad de la Tierra. En ese año, Clair Cameron Patterson elaboró un método de datación preciso utilizando meteoritos antiguos. Determinó que la Tierra tenía alrededor de 4.550 millones de años, más o menos 70 millones de años. ¡Eso es mucho más antiguo de lo que estimó James Ussher!
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