Productora de Actividades de Difusión Científica
"La Tierra y su Entorno" www.latierraysuentorno.cl
Contacto: Andrés Silva Kewitz - contacto@latierraysuentorno.cl
Teléfonos: Fijo 022822 15 42 - Cel. 9699 32 44



- La Tierra y su entorno es Marca Registrada -

Teoría del Big Bang



El Big Bang, que en habla anglosajona quiere decir "gran explosión", es una de las teorías científicas más populares y actualmente goza de un alto grado de aceptación. El nombre "Big Bang", fue acuñado en los años 40 por el astrónomo Fred Hoyle, quien, curiosamente, nunca fue partidario de ella

. La teoría se basa fundamentalmente en acontecimientos físicos como la expansión del universo, las cantidades relativas de hidrógeno y helio, y la existencia de la radiación térmica cosmológica (radiación de fondo).

La historia del Big Bang se inicia a mediados del siglo XIX, cuando el científico holandés Cristian Doppler, descubre el fenómeno físico que le hizo famoso: el efecto Doppler.

Este se presenta cuando una fuente de ondas o energía se desplaza en forma radial (esto es, alejándose o acercándose) a un espectador o receptor. Así, éste recibe mayor o menor cantidad de ondas por unidad de tiempo según el sentido de desplazamiento de la fuente emisora. Si hacemos una analogía, se vislumbrará más fácilmente lo que ocurre: supongamos que un observador se encuentra parado a un costado de la vía férrea esperando ver pasar el tren. Y supongamos también que éste se acerca al observador sonando su bocina en forma ininterrumpida. A medida que se acerca, el espectador captará que el sonido se hace cada vez más agudo, hasta el momento en que el tren pasa junto a él. Desde ese instante, el sonido irá bajando paulatinamente de tono, tornándose más grave, hasta hacerse inaudible por la distancia. Esto se explica porque las ondas de sonido viajan en la misma dirección del tren cuando éste se aproxima, debido a lo cual, se comprimen y el receptor recibe más de ellas por unidad de tiempo. Al alejarse el tren, las ondas viajan en sentido contrario a la fuente emisora lo cual produce su dilatación, recibiendo el espectador menos ondas por unidad de tiempo. Ello produce la gravedad del sonido. Como este fenómeno afecta a todo tipo de ondas, inclusive a las electromagnéticas, era de esperarse que lo mismo ocurriese con la luz visible, que es, en esencia, un tipo de onda.

Posteriormente, a comienzos del siglo XX, el efecto Doppler fue utilizado por Vesto Slipher, astrónomo del observatorio Lowell en Estados Unidos, para analizar el espectro luminoso de galaxias lejanas. Como ocurre con el sonido, una fuente luminosa emitirá más ondas de luz por unidad de tiempo si se acerca a nosotros a una velocidad considerable. Ocurrirá lo contrario si se aleja. Las ondas más largas del espectro luminoso corresponden a la luz de color rojo, mientras que las más cortas, al violeta. Como Slipher descubrió que las ondas de luz provenientes de la mayoría las galaxias observadas por él se alargaban (se corrían hacia el rojo del espectro), infirió que todas ellas se alejaban de nosotros, exceptuando aquellas pertenecientes al grupo local. Parecían huir del sistema solar como si se tratase de una enorme fuga. Esto, en un principio, desconcertó a los científicos. ¿Por qué las galaxias se alejaban unas de otras? Se llegó a la conclusión que el universo en que vivimos se está expandiendo.

Esta apreciación fue respaldada en 1929 cuando el astrónomo estadounidense Edwin Hubble trabajando en el observatorio de Monte Wilson estableció su "ley de recesión de las galaxias", según la cual, la velocidad con que las galaxias se alejan es directamente proporcional a la distancia en que se encuentran. Como en toda proporción, existe una constante, a ésta se le llamó "constante de Hubble"(H), cuyo valor actual es H = v/d = 160 kilómetros/segundo P.M.C.
Esto significa que las galaxias se alejan de nosotros acelerando 160 kilómetros por segundo en cada millón de años luz que recorren.
Albert Einstein enunció entre 1915 y 1917 un marco teórico más o menos acabado acerca del universo. Su teoría general de la relatividad sentó las bases para el desarrollo de ecuaciones matemáticas que, en cierta forma, afirmaban el equilibrio general del universo y la recesión de las galaxias. El astrónomo holandés De Sitter trabajó sobre ellas y planteó el primer modelo del universo en expansión. En este mismo sentido lo hicieron también Alexander Friedmann y George Henri Lemaître, quienes aplicaron las conclusiones de Einstein en favor del universo expansivo. Sin embargo, el modelo de Lemaître postulaba que el universo se expandía no sólo por las evidencias matemáticas encontradas por Einstein, sino también debido a un fenómeno físico: una gran explosión. El científico ruso-americano George Gamow se convirtió en el más osado defensor de este nuevo modelo, a partir del año 1948.
La teoría del Big Bang supone que toda la materia del universo estuvo, en un comienzo, concentrada en un mismo lugar del espacio. Esta masa de volumen pequeño (comparado con la extensión del universo) fue bautizada como "huevo cósmico" por Gamow o "átomo primitivo" por Lemaître. Si toda la materia existente en el universo estuvo concentrada en una sola estructura, su densidad debió ser inimaginablemente grande. De igual forma, se estima que su temperatura alcanzó unos 100 mil millones de grados celsius. En tales condiciones, ni siquiera existirían los átomos como los ha definido la química. Al explotar, la energía fue transformándose paulatinamente en materia, a medida que se alejaba es todas direcciones. En un instante nacían tiempo y espacio.
Al transcurrir los primeros tres minutos, recién comienzan a aparecer los núcleos de los átomos más sencillos, hidrógeno y helio. Los cálculos matemáticos predijeron que su formación desde un principio, se hizo en razón de cuatro átomos de hidrógeno por uno de helio. Las mediciones actuales confirman un porcentaje de 75% para el hidrógeno y 25% para el helio. Los átomos más pesados, como el hierro, el carbono, el cobre y el resto de los elementos de la tabla periódica, fueron creados, según se cree, en el interior de las estrellas de gran masa, quienes los esparcieron por el cosmos al explotar como supernovas.


Debieron pasar cientos de miles de años desde la gran explosión para que el choque entre las partículas elementales disminuyera, lo que permitió que los núcleos atómicos capturaran sus electrones. Al mismo tiempo, la temperatura fue descendiendo gradualmente y la velocidad de expansión de la materia fue cada vez menor. Los fragmentos del huevo cósmico diseminados en todas direcciones, se fueron condensando y formaron lo que hoy son galaxias, estrellas, planetas y todos los cuerpos celestes conocidos.

Haciendo una pequeña analogía, podemos decir que la evolución del universo equivaldría, en cierta forma, a lo que ocurre con una nube de vapor de agua que se expande en el aire. A medida que se enfría, el agua se transforma en líquido, y si no se le suministra calor, su enfriamiento continúa hasta llegar al estado sólido. La relación entre expansión y enfriamiento es tan estrecha, que los científicos han logrado, a partir de ella, calcular con gran exactitud la temperatura teórica a la que debería encontrarse el universo en la actualidad. Tal temperatura es de 3 K (en la escala absoluta de Kalvin) o -270 grados Celsius bajo cero. Ahora bien, un cuerpo a una temperatura determinada, emite radiaciones electromagnéticas características de esa temperatura y era de esperarse que existiese algún tipo de radiación que confirmase los 3 K calculados para el universo. No fue sino hasta la primavera boreal de 1964 cuando los astrónomos estadounidenses Arno Penzias y Robert Wilson, efectuando mediciones de ondas de radio en New Jersey, Estados Unidos, con una antena de la Bell Telephone, descubrieron una radiación de fondo que interfería con su trabajo y que no podían eliminar, ya que parecía provenir de todo el universo. Inmediatamente dieron la noticia a los físicos de la Universidad de Princeton que trabajaban en la teoría del Big Bang. Ellos confirmaron que dicha radiación era el "fósil físico" buscado por los científicos que correspondería a la radiación electromagnética que emite un cuerpo a 3 grados kelvin. Naturalmente, este descubrimiento, uno de los más importantes de la radio astronomía significó un fuerte respaldo a la teoría del Big Bang.


Penzias y Wilson recibieron el premio Nóbel de Física por el descubrimiento de lo que posteriormente se denominó "radiación térmica cosmológica".




MENU
Página de Inicio
Quienes Somos
Formulario de Contacto
Galería de Imágenes
Cuestionarios Educativos
Documentos Complementarios
Comentarios






Documentos recomendados:

Carta escrita en el 2070
Viaje por el Cosmos

Nuestros agradecimientos a:



Lenovo Chile


Observatorio Europeo Austral


Intel


Universidad San Sebastián


Círculo Astronómico


Actualidad Espacial

- Jorge Ianiszewski
- Roderick Bowen
- Club Científico de Peñalolén
- Telescoperos Ricardo Gonzalez
- Club astronómico Aldebarán
- Club Caylo
- Luis Bravo ( Syncro)
- Willy Stern W.
- José Luis Cárdenas
- Ilustre Municipalidad de Buin
- RTBuin
- Ilustre Municipalidad de Valparaíso
- Ilustre Municipalidad de Casablanca
- Ilustre Municipalidad de Quillota
- Ilustre Municipalidad de Viña del Mar



La Tierra y su Entorno cuenta con el Patrocinio de:



Copyright © 2005-2014 La Tierra y su Entorno. All rights reserved Andrés Silva Kewitz