No le ha pasado que, de pronto, se hace preguntas simples como «¿qué demonios le hice al control remoto?» y termina con una profunda crisis existencial cuestionándose «¿qué significa la realidad misma?». A continuación ampliaremos esas dudas —sin darle una respuesta contundente porque la ciencia aún no ha podido resolverlas.
La teoría del Big Bang, de una u otra forma, siempre se ha planteado como «el inicio del universo», de toda existencia. No obstante, ¿conocemos los detalles de esta «explosión»? Regresemos, poco a poco, en el espacio-tiempo para intentar saber si hubo o no algo antes de «la gran explosión» —y de paso, qué nos espera.
¡PUM!
Hay que tenerlo muy presente: ni fue tan grande ni se trató de una explosión, no de la expansión de una singularidad. Irónicamente, el término Big Bang fue acuñado por el astrofísico inglés Fred Hoyle, defensor de la teoría del estado estacionario. No obstante, el Big Bang es el modelo cosmológico más sólido debido a la combinación de sus bases teóricas y a las evidencias empíricas, por lo que a lo largo de la historia ha dado objeto de modificaciones y adecuaciones de varios científicos.
Gracias a la teoría de la relatividad general de Einstein, la gravedad se describió como una propiedad geométrica del espacio-tiempo, una curvatura. Sin embargo, Einstein intuyó una constante cosmológica que describía un universo estático. Poco después se confirmó la base primordial del Big Bang —por los descubrimientos de Aleksandr Fridman, Georges Lemaître, Howard Robertson y Arthur Walker—: el universo es homogéneo, isótropo y en expansión. Lo único que hicieron estos cuatro personajes fue dar soluciones exactas a las ecuaciones de campo de Einstein —el llamado modelo flrw— proponiendo que todo derivó de un «átomo primigenio».
Edwin Hubble, además, observó que las galaxias se van alejando cada vez más unas de otras y eso conformó la expansión. En cuanto a la homogeneidad y la isotropía del universo, se tienen el principio cosmológico y el de Copérnico. El primero afirma que a grandes escalas —a cientos de megapársecs— el universo presenta esas dos características, mientras que el segundo, postula que la Tierra no es el centro del cosmos —aunque parezca obvio—, ya que podemos observar los mismos fenómenos en otros puntos del universo sin cambio alguno.
Un, dos, tres y…
De la mano de la espectroscopía —que estudia la interacción de la radiación electromagnética con la materia—, la evidencia de la expansión del universo se confirmó de nuevo al descubrir el «desplazamiento al rojo». La luz visible tiene un rango espectral de 450 nanómetros —nm— hasta 700 nm de longitud de onda, es decir, de la luz azul a la verde y hasta la roja. Entonces, apoyándonos de nuestro Sol —que tiene valores específicos de radiación, lo comparáramos con los de una galaxia o un cúmulo de galaxias—, observamos que se alargan las longitudes de onda. No es que se vean más «rojitas» no que los valores espectroscópicos se desplazan hacia la luz roja; por ende, se encuentran más lejos. También con observaciones espectroscópicas, se demostró que son más abundantes los elementos químicos más simples —hidrógeno, helio y sus isótopos— que el re o de elementos más pesados.
Y el más reciente descubrimiento fue la radiación de fondo de microondas —CMB, por sus glas en inglés—, en otras palabras, se trata de «la primera luz del Universo». Se dice esto por el mero hecho de que cuando el universo era una especie de plasma superdenso y caliente, impedía la formación de átomos y, por consecuencia, la radiación no tenía espacio libre para viajar. Ya más frío y más amplio, la radiación pudo viajar libremente y continúa haciéndolo hasta la eternidad de acuerdo con el modelo de concordancia Lambda-Materia — LAMBDA-CDM oscura fría, por sus siglas en inglés— que, además, postula que el universo es geométricamente plano, ¡uf!
Con todo respeto…
Toda teoría que se respete tiene sus bemoles y el Big Bang no es la excepción. El primer «problemilla» tiene que ver con la Segunda ley de la termodinámica, la cual nos introduce al término de la entropía: una descripción de la organización de cualquier sistema. Regresando el tiempo a ese plasma homogéneo e isótropo, en otras palabras, super organizado, llegamos a la anomalía de que la entropía era sumamente baja o casi nula; en cambio, si avanzáramos en el tiempo, la entropía sería tan energética que se presentaría una «muerte térmica» donde los fotones ya no podrían viajar e interactuar con la materia.
Por el lado más morboso y oscuro —valga la redundancia—, llegamos con las hipótesis de la materia y energía oscuras. De acuerdo con la intensidad de las fuerzas gravitacionales en y entre las galaxias, no hay suficiente materia visible como para explicar dicha magnitud, de hecho, se cree que sólo 10 por ciento de la materia es bariónica u ordinaria. Entonces ese 90 por ciento restante está compuesto por materia oscura que no es visible y sólo se tiene registro de ella por sus huellas gravitacionales además de coincidir con las anisotropías del CMB—las «manchitas negras» no homogéneas.
Ahora bien, si hay materia debe haber energía. Gracias a estudios de supernovas tipo IA, se ha observado que la expansión del universo tiene una aceleración no lineal, cosa que no se entendería mas que teniendo un componente energético de presión negativa —sí, negativa—. Más aún, de acuerdo con la relación de den dad crítica con el total de densidad de masa, falta 70 por ciento que tal vez podría ser la energía oscura. Este tipo de energía podría ser aceptada como una constante cosmológica aunque, como supondrá, no es observable aún.