El Origen del Universo

Círculos concéntricos descubiertos en la radiación de fondo cósmico de microondas  son la prueba de que el universo existía antes del Big Bang. Estos círculos, son huellas producidas por la violenta colisión de agujeros negros supermasivos en etapas anteriores al Big Bang. Eso indicaría que nuestro universo no se originó con él con el famoso Big Bang, hace casi 14.000 millones de años, sino que éste sería tan sólo una etapa más.

Círculos concéntricos descubiertos en la radiación de fondo cósmico de microondas

La explicación a estas señales tan antiguas es que nuestro universo no tiene un principio ni un fin, sino que discurre a través de una serie de ciclos o eones en los que el Big Bang, sería tan sólo una etapa más, el inicio de una nueva creación.

El final estaría marcado por explosiones producidas por las colisiones de agujeros negros supermasivos, que consumirían toda la materia del universo antes de generar otro nuevo Big Bang. Bajo esta visión, los autores respaldan totalmente las ideas de muchos investigadores que creen en Multiversos o universos sucesivos, en el que cada uno de ellos enlaza con el siguiente.

Adicional a esto, el descubrimiento de evidencias de que el cosmos estaría en realidad formado por burbujas de proporciones extraordinarias, en las cuales estarían contenidos los universos. Cada burbuja (universo), tendría sus propias leyes físicas que podrían ser totalmente diferentes de las que conocemos en la nuestra. 

Los nuevos conceptos de multiverso y de burbujas, cuestionan la teoría convencional hasta ahora predominante, la del Big Bang. Muchos investigadores auguran duros debates en torno a una teoría que estaba bastante establecida. No obstante, los nuevos descubrimientos a pesar de ser extraordinarios, tendrán que ser confirmados con nuevos análisis.

Una vez más en la historia de la ciencia, los avances en el conocimiento de nuestro universo nos colocan en un lugar mucho más discreto y relativo de lo que pensábamos. Hace poco más de cuatrocientos años, Galileo tuvo que luchar contra la idea generalizada de que éramos el centro del universo. Luego vendría el descubrimiento de que el Sistema Solar es tan sólo un pequeño punto dentro de nuestra vasta galaxia, la Vía Láctea. Y mucho más recientemente los astrónomos nos abrieron los ojos a galaxias vecinas y a otras muchísimo más lejanas.

 

El Universo en el que estamos podría ser tan sólo uno entre muchos, que juntos forman un Multiverso

El universo es la totalidad del espacio y del tiempo, de todas las formas de la materia, la energía y el impulso, las leyes y constantes físicas que las gobiernan.

Observaciones astronómicas indican que el universo tiene una edad de entre 13.730 y 13.810 millones de años y por lo menos 93.000 millones de años luz de extensión. El evento que dio inicio al universo se denomina Big Bang, la singularidad que creó el universo. Después del Big Bang, el universo comenzó a expandirse para llegar a su condición actual, y continúa haciéndolo.

Debido a que, según la teoría de la relatividad especial, la materia no puede moverse a una velocidad superior a la velocidad de la luz, puede parecer paradójico que dos objetos del universo puedan haberse separado 93 mil millones de años luz en un tiempo de únicamente 13 mil millones de años; sin embargo, esta separación no entra en conflicto con la teoría de la relatividad general, ya que ésta sólo afecta al movimiento en el espacio, pero no al espacio mismo, que puede extenderse a un ritmo superior, no limitado por la velocidad de la luz. Por lo tanto, dos galaxias pueden separarse una de la otra más rápidamente que la velocidad de la luz si es el espacio entre ellas el que se dilata.

Mediciones sobre la distribución espacial y el desplazamiento hacia el rojo (redshift) de galaxias distantes, la radiación cósmica de fondo de microondas, y los porcentajes relativos de los elementos químicos más ligeros, apoyan la teoría de la expansión del espacio, y más en general, la teoría del Big Bang, que propone que el universo en sí se creó en un momento específico en el pasado.

Observaciones recientes han demostrado que esta expansión se está acelerando, y que la mayor parte de la materia y la energía en el universo son las denominadas materia oscura y energía oscura, la materia ordinaria, solo representaría algo más del 5 % del total.

Los experimentos sugieren que el universo se ha regido por las mismas leyes físicas, constantes a lo largo de su extensión e historia. Es homogéneo e isotrópico. La fuerza dominante en distancias cósmicas es la gravedad, y la relatividad general es actualmente la teoría más exacta para describirla. Las otras tres fuerzas fundamentales, y las partículas en las que actúan, son descritas por el modelo estándar. El universo tiene por lo menos tres dimensiones de espacio y una de tiempo, aunque experimentalmente no se pueden descartar dimensiones adicionales muy pequeñas. El espacio-tiempo parece estar conectado de forma sencilla, y el espacio tiene una curvatura media muy pequeña o incluso nula, de manera que la geometría euclidiana es, como norma general, exacta en todo el universo.

La ciencia modeliza el universo como un sistema cerrado que contiene energía y materia adscritas al espacio-tiempo y que se rige fundamentalmente por principios causales.

Basándose en observaciones del universo observable, los físicos intentan describir el continuo espacio-tiempo en que nos encontramos, junto con toda la materia y energía existentes en él. Su estudio, en las mayores escalas, es el objeto de la cosmología, disciplina basada en la astronomía y la física, en la cual se describen todos los aspectos de este universo con sus fenómenos.

La teoría actualmente más aceptada sobre la formación del universo, concluyó que el universo no era estacionario, que el universo tenía un origen. Es el modelo del Big Bang, que describe la expansión del espacio-tiempo a partir de una singularidad espaciotemporal. El universo experimentó un rápido periodo de inflación cósmica que arrasó todas las irregularidades iniciales. A partir de entonces el universo se expandió y se convirtió en estable, más frío y menos denso. Las variaciones menores en la distribución de la masa dieron como resultado la segregación fractal en porciones, que se encuentran en el universo actual como cúmulos de galaxias.

En cuanto a su destino final, las pruebas actuales parecen apoyar las teorías de la expansión permanente del universo (Big Freeze o Big Rip, Gran Desgarro), que nos indica que la expansión misma del espacio, provocará que llegue un punto en que los átomos mismos se separarán en partículas subatómicas. Otros futuros posibles que se barajaron, especulaban que la materia oscura podría ejercer la fuerza de gravedad suficiente para detener la expansión y hacer que toda la materia se comprima nuevamente; algo a lo que los científicos denominan el Big Crunch o la Gran Implosión, pero las últimas observaciones van en la dirección del gran desgarro.

Los cosmólogos teóricos y astrofísicos utilizan de manera diferente el término universo, designando bien el sistema completo o únicamente una parte de él. Según el convenio de los cosmólogos, el término universo se refiere frecuentemente a la parte finita del espacio-tiempo que es directamente observable utilizando telescopios, otros detectores, y métodos físicos, teóricos y empíricos para estudiar los componentes básicos del universo y sus interacciones. Los físicos cosmólogos asumen que la parte observable del espacio comóvil, también llamado nuestro universo, corresponde a una parte de un modelo del espacio entero y normalmente no es el espacio entero. Frecuentemente se utiliza el término el universo como ambas: la parte observable del espacio-tiempo, o el espacio-tiempo entero.

Algunos cosmólogos creen que el universo observable es una parte extremadamente pequeña del universo entero realmente existente, y que es imposible observar todo el espacio comóvil. En la actualidad se desconoce si esto es correcto, ya que de acuerdo a los estudios de la forma del universo, es posible que el universo observable esté cerca de tener el mismo tamaño que todo el espacio. La pregunta sigue debatiéndose. Si una versión del escenario de la inflación cósmica es correcta, entonces aparentemente no habría manera de determinar si el universo es finito o infinito. En el caso del universo observable, éste puede ser solo una mínima porción del universo existente, y por consiguiente puede ser imposible saber realmente si el universo está siendo completamente observado.