lunes, 5 de noviembre de 2012

Los tres primeros minutos del Universo. Steven Weinberg

En el nuevo Edda, una colección de mitos nórdicos compilada por el magnate islandés Snorri Sturleson, se explica el origen del Universo. En el origen, dice el Edda, no había nada en absoluto. "No había Tierra, ni cielo por encima de ella, había un gran abismo". Al norte y al Sur de esa nada había regiones de hielo y fuego, el calor de Muspelheim fundió parte del hielo de Niflheim.
Sin ofender la sensibilidad religiosa, ni si quiera la de los vikingos, pero se considera justo decir que éste no es un cuadro muy satisfactorio del origen del Universo.No podemos sencillamente sonreir frente al Edda y renunciar a toda especulación cosmogónica:el deseo de conocer la historia del Universo es irresistible, desde los comienzos de la ciencia moderna, en los siglos XVI y XVII, los físicos  y los astrónomos han vuelto una y otra vez al problema del origen del Universo.Sin embargo , una aureola de mala reputación rodeó siempre a tales investigaciones, el estudio del Universo primitivo era considerado en general como algo a lo que no debía dedicar su tiempo un científico respetable.
Ahora en la década que acaba de transcurrir, todo esto ha cambiado.Se ha difundido la aceptación de una teoría sobre el Universo primitivo que los astrónomos suelen llamar "el modelo corriente".
Para ver dónde apuntamos, puede ser útil partir de un resumen de la historia del Universo primitivo según la describe actualmente el modelo corriente.
En el comienzo hubo una explosión en la que se produjo simultaneamente en todas partes, llenando todo el espacio desde el comienzo y en la que toda partícula de materia se alejó rápidamente de toda otra partícula.Al cabo de un centésimo de segundo aproximadamente, que es el momento más primitivo  del que podemos hablar con cierta seguridad, la temperatura del Universo fue de unos cien mil millones de grados centígrados.
Un tipo de partícula que estaba presente en gran cantidad era el electrón, la partícula con carga negativa que fluye por los cables en la corriente eléctrica y constituye las partes exteriores de todos los átomos y moléculas del Universo actual.Otro tipo de partícula que abundaba en tiempos primitivos era el positrón, una partícula de carga positiva que tiene exactamente la misma masa que el electrón.Finalmente, el Universo estaba lleno de luz, no debemos considerar a ésta separadamente de partículas , pues la teoría cuántica nos dice que la luz consiste en partículas de masa cero y carga eléctrica cero llamadas fotones.Todo fotón lleva una cantidad de energía y un momento definidos que dependen de la longitud de onda de la luz.
Estas partículas-electrones, positrones, neutrinos y fotones- eran creadas continuamente a partir de la enegía pura, y después de una corta vida eran aniquiladas nuevamente.A medida que la explosión continuo, la temperatura fue disminuyendo hasta que fue suficientemente baja como para que los electrones y positrones comenzaran a aniquilarse más rápidamente, la energía liberada en este aniquilamiento hizo disminuir temporalmente la velocidad a la que se enfriaba el Universo. Esta temperatura fue entonces suficiente para que los protones y neutrones comenzaran a formar núcleos complejos, al final de los tres primeros minutos, el Universo contenía principalmente luz, neutrinos y antineutrinos. 
Esta materia siguió separándose y se volvió cada vez más fría y menos densa. Mucho más tarde, después de algunos cientos de miles de años, se hizo suficientemente fría como para que los electrones se unieran a los núcleos para formar átomos de hidrógeno y helio. El gas resultante, bajo la influencia de la gravitación, comenzária a fromar agrupamientos que finalmente se condensárian para formar las galaxias y las estrellas del Universo actual.
Una teoría alternativa que parece filosóficamente mucho más atractiva es el llamado modelo del estado estable. En esta teoría, propuesta por Hermann Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle, el Universo ha sido siempre más o menos igual a como es ahora. A mediada que se expande, contiunemante se crea nueva materia que llena los vacíos entre las galaxias.
Después de este examen panorámico de la cosmología obsevacional, armaremos las piezas que proporcionan los datos del modo de formar un cuadro coherente de las condiciones físicas en el Universo primitivo. Esto nos permitirá volver a los tres primeros minutos con mayor detalle.
Aunque se llegue a reemplazarlo, el modelo corriente habrá desempeñado un papel de gran valor en la historia de la cosmología. Hoy día es costumbre respetable poner a prueba ideas teóricas de la física o la astrofísica extrayendo sus consecuencias en el contexto del modelo corriente. Así, el modelo corriente brinda un lenguaje común esencial que permite a teóricos y observadores evaluar mutuamente sus realizaciones. Si algún día el modelo corriente es remplazado por una teoría mejor, probablemente será en virtud de observaciones o cálculos originados en el modelo corriente. 

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