La Teoría del Big Bang NO HABLA del Big Bang
Summary
TLDRLa teoría del Big Bang, a menudo malinterpretada, describe el origen del universo como una expansión desde un estado extremadamente denso y caliente, en lugar de una explosión desde un único punto. Aunque la teoría describe con precisión muchas propiedades del universo, es incompleta y no explica su verdadero origen. La expansión cósmica fue anticipada por Lemaître y Friedman, quienes sugirieron que el espacio se expandía, lo que se confirmó con el descubrimiento de que las galaxias se alejan entre sí. La teoría plantea que el universo no existía desde siempre, sino que tuvo un principio hace unos 13.800 millones de años. Sin embargo, enfrenta problemas como el 'problema del horizonte', que cuestiona cómo las regiones del universo primitivo pudieron alcanzar la misma densidad y temperatura sin haber tenido tiempo de interactuar entre sí. Además, no se explica la geometría del universo ni el origen de la materia. La teoría del Big Bang requiere de una teoría de gravedad cuántica para explicar los primeros instantes del universo, y muchos cosmólogos creen que un evento especial precedió al Big Bang, estableciendo las condiciones para su nacimiento.
Takeaways
- 🌌 La teoría del Big Bang describe el origen y la expansión del universo, pero no su verdadero comienzo.
- 🔍 El universo se expandió desde un estado denso y caliente, formando galaxias y estrellas con el tiempo.
- 🚀 La teoría del Big Bang es incompleta y no puede describir el origen exacto del universo.
- ⏮️ El descubrimiento de que las galaxias se alejan unas de otras llevó a la idea de la expansión del espacio.
- 📊 El universo en grandes escalas es muy uniforme, lo que tiene implicaciones para la expansión del espacio.
- 🌟 La idea de que el universo comenzó en un 'punto' es una simplificación y no refleja la complejidad de la teoría.
- 🕒 El universo no existe desde siempre; hay un 'principio de los tiempos' que ocurrió hace aproximadamente 13.800 millones de años.
- 🧐 La 'singularidad inicial' es un concepto problemático que podría no haber existido y podría ser un límite de la teoría.
- ✨ El universo observable tiene una historia que se puede rastrear desde su estado primordial hasta la formación de galaxias.
- 🌡️ El 'problema del horizonte' de la teoría del Big Bang se refiere a la uniformidad inicial del universo, que no se puede explicar con la teoría actual.
- 📐 La geometría del universo es un misterio; la teoría del Big Bang no puede explicar por qué el universo no se cerró ni se abrió rápidamente después del inicio.
- 🌞 La teoría del Big Bang no abarca el origen de las imperfecciones que eventualmente dieron lugar a las estructuras grandes del universo.
- 🤔 La creación de la materia que llena el universo no está explicada por la teoría del Big Bang y es un punto de investigación en cosmología.
Q & A
¿Por qué se dice que la historia del origen del Universo es una de las peores contadas en la ciencia?
-Se considera mal contada porque la idea tradicional de un 'punto' de concentración de toda la materia y energía que 'explotó' y 'se expandió' es una simplificación que no abarca la complejidad de los procesos que realmente ocurren en el universo.
¿Qué descubrimiento sorprendente hicieron los astrónomos que dio lugar a la teoría del Big Bang?
-Los astrónomos descubrieron que todas las galaxias del universo no estaban quietas, sino que se estaban alejando unas de otras, lo que indicaba que el espacio se expandía.
¿Cómo es la distribución de la materia en el universo en grandes escalas?
-En grandes escalas, la distribución de la materia en el universo es muy uniforme, similar a cómo se vería un bosque desde muy arriba, como una mancha verde sin detalles.
¿Por qué las galaxias se alejan unas de otras según la teoría del Big Bang?
-Las galaxias se alejan unas de otras no porque se estén moviendo a través del espacio, sino porque el espacio mismo se está agrandando, lo que hace que la distancia entre ellas crezca.
¿Cuál es la principal crítica a la teoría del Big Bang según el script?
-La principal crítica es que la teoría del Big Bang no describe ni puede describir el verdadero origen del universo, ya que es una teoría incompleta que no abarca fenómenos que ocurren antes del primer nanosegundo de existencia del universo.
¿Por qué podría no existir la 'singularidad inicial' que se menciona en la teoría del Big Bang?
-La 'singularidad inicial' podría no existir porque es posible que sea un espejismo provocado por la extrapolación de la teoría del Big Bang más allá de sus límites, donde la Relatividad General deja de ser válida y debería ser reemplazada por una teoría de Gravedad Cuántica.
¿Cuál es el 'problema del horizonte' en la teoría del Big Bang?
-El 'problema del horizonte' se refiere a la dificultad para entender cómo las regiones del universo primigenio, que nunca tuvieron tiempo de interactuar entre sí debido a la velocidad de la luz, terminaron teniendo la misma densidad y temperatura.
¿Cómo describe la teoría del Big Bang la formación de las galaxias y cúmulos de galaxias?
-La teoría del Big Bang sugiere que las pequeñas imperfecciones o fluctuaciones en la densidad y temperatura del plasma primigenio, que son visibles en las ondas de microondas cósmicas, son las que más tarde dieron lugar a las galaxias y cúmulos de galaxias.
¿Por qué la geometría del universo es un problema para la teoría del Big Bang?
-La geometría del universo es un problema porque, según las predicciones de la Relatividad General, el universo debería haberse colapsado o expandido rápidamente inmediatamente después del Big Bang, lo que no ocurrió. En cambio, el universo tiene una curvatura espacial muy pequeña, lo que implica una precisión inicial incómoda en su configuración.
¿Qué fenómenos especiales ocurren justo antes del Big Bang según la mayoría de los cosmólogos?
-La mayoría de los cosmólogos creen que, justo antes del Big Bang, ocurrió un fenómeno especial que estableció las condiciones para el nacimiento del universo tal como lo conocemos, resolviendo los problemas inherentes a la teoría del Big Bang.
¿Cuáles son las principales limitaciones de la teoría del Big Bang?
-Las principales limitaciones de la teoría del Big Bang son que no puede describir el verdadero origen del universo, tiene dificultades para explicar el 'problema del horizonte', la geometría del universo y la creación de la materia. Además, se basa en la Relatividad General, que no es válida en condiciones extremas como las que se presentan en los primeros instantes del universo.
¿Qué fenómenos o teorías podrían complementar la teoría del Big Bang para entender mejor el origen del universo?
-Para complementar la teoría del Big Bang y entender mejor el origen del universo, se necesitaría una teoría de Gravedad Cuántica que explique los eventos en los primeros instantes del universo, donde la Relatividad General deja de ser aplicable. Además, se están investigando otras teorías que podrían aportar más información sobre la expansión del universo y la formación de las estructuras cósmicas.
Outlines
😀 El Origen del Universo y la Teoría del Big Bang
El primer párrafo aborda la visión común de la Teoría del Big Bang como un evento explosivo que dio origen al universo. Sin embargo, se destaca que esta interpretación es errónea y que la teoría describe mejor el comportamiento del universo después de su origen. Se menciona que la expansión del espacio es una característica fundamental del universo y que, a pesar de su nombre, la Teoría del Big Bang no implica un punto de explosión ni un epicentro. Además, se señala que la teoría es incompleta y no puede describir el verdadero origen del universo.
😉 Singularidad Inicial y el Problema del Horizonte
El segundo párrafo explora la idea de la 'singularidad inicial', que muchos asocian con un punto de explosión. Se cuestiona la existencia de dicha singularidad y se sugiere que podría ser un artefacto de aplicar la Relatividad General en escalas donde no es válida. Se discute que la teoría del Big Bang está limitada y no puede explicar los orígenes más tempranos del universo. Además, se introduce el 'problema del horizonte', que se refiere a la uniformidad del universo a pesar de que las regiones no tuvieron tiempo de interactuar entre sí.
😳 Preguntas Pendientes y la Búsqueda de la Teoría Completa
El tercer párrafo aborda los problemas adicionales que la Teoría del Big Bang no resuelve. Se destaca la cuestión de la geometría del universo y por qué no se ha colapsado ni se ha expandido de manera extrema. Además, se cuestiona la razón de la distribución uniforme del universo y la creación de la materia que lo compone. Se sugiere que antes del evento del Big Bang, hubo otro fenómeno que estableció las condiciones para el nacimiento del universo tal como lo conocemos, y se indica que este tema se explorará en un próximo video.
Mindmap
Keywords
💡Big Bang
💡Expansión del universo
💡Singularity inicial
💡Relatividad General de Einstein
💡Fondo cósmico de microondas
💡Problema del horizonte
💡Geometría del universo
💡Imperfecciones en el fondo de microondas
💡Creación de la materia
💡Teoría de Gravedad Cuántica
💡Edad Oscura
Highlights
La idea del origen del universo a partir de un 'punto' de concentración de toda la materia y energía es una visión errónea.
La teoría del Big Bang describe bien muchas propiedades del universo pero es incompleta y no explica su verdadero origen.
El descubrimiento de que las galaxias se alejan unas de otras sugiere que el espacio se expande.
El universo en escalas muy grandes es altamente uniforme, similar a una red.
La Relatividad General de Einstein indica que la materia y energía afectan el espacio y el tiempo.
Las galaxias no se están moviendo en el espacio, sino que el espacio se está agrandando.
El concepto del 'átomo primigenio' de Lemaître sugiere que todo el universo comenzó concentrado en un lugar diminuto.
El Big Bang no fue un evento 'Bang' en un punto específico, sino que ocurrió en todas partes del universo.
El nombre 'Big Bang' fue dado por Fred Hoyle, uno de sus principales detractores.
La teoría del Big Bang implica que el universo no existió desde siempre, sino que tuvo un principio hace unos 13.800 millones de años.
La 'singularidad inicial' es un concepto problemático que podría no haber existido debido a los límites de la Relatividad General.
La teoría del Big Bang no puede describir los eventos del universo en los primeros instantes debido a la falta de una teoría de Gravedad Cuántica.
El 'problema del horizonte' de la teoría del Big Bang se refiere a la uniformidad inexplicada del universo en sus primeras etapas.
La geometría del universo es un misterio, ya que la teoría predice que debería haberse enfriado rápidamente o haberse curvado sobre sí mismo.
Las imperfecciones en el fondo de microondas son las que dieron lugar a las galaxias, pero su origen sigue sin explicarse.
La teoría del Big Bang no aborda la creación de la materia que llena el universo.
La mayoría de los cosmólogos creen en un evento especial justo antes del Big Bang que estableció las condiciones para el nacimiento del universo.
Transcripts
El origen del Universo es una de las historias peor contadas de toda la ciencia: la idea
de que todo comenzó hace miles de millones de años en una especie de "punto" donde se
concentraban toda la materia y toda la energía que hoy llenan el cosmos.
Una cosa diminuta que hizo "bang" y que "se expandió".
Todo lo que existe "salió de ahí" y, con el paso del tiempo, a medida que la materia
se expandía y se enfriaba, se formaron las estrellas, las galaxias y la vida.
Toda esta visión explosiva del inicio del Universo está mal.
Es una interpretación errónea de una teoría con un nombre muy llamativo, pero de realidad
mucho más sorprendente.
Y, por si fuera poco, hay un girito más: La teoría del Big Bang, aunque describe asombrosamente
bien un montón de propiedades del universo tal y como lo conocemos, es una teoría incompleta.
La teoría del Big Bang no describe ni puede describir el verdadero origen del universo.
Hoy os vamos a contar en qué consiste (en serio) la teoría del Big Bang.
Dónde acierta y, sobre todo, dónde falla.
Con este vídeo abrimos una trilogía sobre la pieza que le falta: el mecanismo que inicia
el cosmos.
Pero antes, empecemos por lo básico.
La teoría del Big Bang comenzó a gestarse hace más o menos un siglo, cuando los astrónomos
hicieron un descubrimiento sorprendente: que todas las galaxias que llenan el universo
no estaban "quietas", sino que estaban continuamente alejándose unas de otras.
Este hecho había sido ya anticipado por Lemaître (y mucho antes por Friedman), que sabía por
qué estaba sucediendo: porque el espacio se expande.
Os cuento.
Los millones y millones de galaxias que forman el Universo están esparcidas formando una
red.
Una red que es bastante similar mires donde mires.
El Universo, en las grandísimas escalas, (cuando echamos la cámara muy "hacia atrás")
es muy uniforme.
Todo está muy bien repartido, al igual que un bosque visto desde muy arriba es solo una
mancha verde sin detalles.
Este hecho tiene una consecuencia.
Y es que Einstein, con la Relatividad General, nos enseñó que la materia y la energía
afectan al espacio y al tiempo en el que viven; modifican su comportamiento.
Y un Universo lleno de una sustancia "muy bien repartida" obliga al espacio a cambiar.
En el caso de nuestro universo, le fuerza a crecer, a que en cada lugar se fabrique
más espacio.
Todos los caminos a gran escala del Universo están aumentando.
No es que las galaxias se estén moviendo realmente.
Cada galaxia está quieta en su lugar.
No se están moviendo en el espacio, sino que es el espacio mismo el que se está agrandando.
Por eso vemos que todas las galaxias se alejan de nosotros.
Está creciendo el espacio que hay entre las galaxias, no es que estén saliendo disparadas
desde ningún sitio.
El Universo se está expandiendo.
Pero, ahora que sabemos esto, surge una pregunta: ¿qué pasa si "le damos la vuelta a la película"?
Si hoy todas las galaxias están continuamente alejándose unas de otras, entonces, en el
pasado, esas mismas galaxias tuvieron que estar más y más cerca.
Y si seguimos rebobinando, llegaremos a un momento en el que todo el Universo que vemos
hoy tuvo que comenzar concentrado en un lugar diminuto de densidad y temperatura inimaginables:
el "átomo primigenio", como lo llamaba Lemaître.
He aquí la teoría del Big Bang.
Sin embargo, la teoría del Big Bang habla de un fenómeno que ni fue Big ni fue Bang.
No fue "Bang" porque no habla de ningún punto superconcentrado que explotase: Habla de que
la expansión del espacio tuvo que tener un origen y que, cuanto más atrás te remontas,
más denso es todo el Universo.
Y tampoco fue "Big" en ningún sentido convencional, ya que no hay un epicentro de la explosión.
El Big Bang fue más que “Big”: ocurrió en todas partes.
Todos los puntos del Universo comenzaron a expandirse al mismo tiempo.
Si queréis verlo así, y hasta donde sabemos, el Big Bang sucedió de igual manera tanto
en Andrómeda como en la cocina de tu casa.
Entonces, ¿por qué se llama así?
El nombre se lo debemos a Hoyle, el que fue uno de los grandes detractores de que el Universo
se expandiera.
En una entrevista en la radio intentó explicar el concepto al gran público.
Sin apoyo visual, le pareció que la manera más gráfica de diferenciarlo de su “universo
estacionario” era llamarlo Big Bang.
Y con eso nos hemos quedado.
Así que la "gran explosión" no tiene nada que ver con la explosión de, por ejemplo,
una bomba.
Una cosa es cómo se expande el espacio mismo, y otra muy distinta es cómo se mueve la materia
en ese espacio que se expande.
Recordad bien esto.
Eso sí, la teoría del Big Bang implica algo muy importante.
Algo que dio respuesta a una de las grandes preguntas que hasta entonces se había hecho
la humanidad.
Implica que el universo tal y como lo conocemos no existió desde siempre.
Que hubo un principio.
Hoy, los datos indican que esto es correcto y que ese "principio de los tiempos" ocurrió
hace unos 13.800 millones de años.
Este "principio de los tiempos" da lugar a otro malentendido muy común.
Parecería que si rebobinamos nuestra película hasta ese "instante cero", llegaremos a un
estado de infinita densidad: la llamada "singularidad inicial" (y que mucha gente confunde con el
"punto que explota").
Sin embargo, es muy probable que esta singularidad nunca existiera, y que no sea más que un
espejismo provocado por extender la teoría más allá de sus propios límites.
El modelo del Big Bang tiene como cimientos la Relatividad General, nuestra teoría sobre
la naturaleza del espacio-tiempo.
Y si algo sabemos bien es que, a tamaños tan pequeños y energías tan elevadas, la
Relatividad General falla y debe ser reemplazada por otra teoría: una teoría de Gravedad
Cuántica que todavía no conocemos.
Es decir, que el rollito de pensar que, cuanto más al pasado te remontas, más contraído
está el Universo, tenemos que cortarlo en cierto punto.
Sencillamente, porque la Relatividad General se rompe en los primerísimos instantes del
universo.
Así que una primera razón por la que la teoría del Big Bang no habla del Big Bang
es porque no puede, porque está limitada.
Pero, dejando aparte esta dificultad en el origen de los tiempos, la teoría del Big
Bang tiene un problema mayor que los malentendidos que provoca.
Un problema que afecta a los instantes en los que la Relatividad General sí tendría
que funcionar.
Para ver cuál es, vamos a rebobinar un poco más despacio nuestra película cósmica.
Hoy, todo el universo que podemos ver desde la Tierra es una bola con un radio de unos
45.000 millones de años luz; unas 20.000 veces la distancia a nuestra galaxia de gran
tamaño más cercana.
Todo lo que podemos ver hoy desde la Tierra es lo que los cosmólogos llaman el "universo
observable".
Un detalle importante es que, si no podemos ver más lejos, no es porque el universo se
acabe ahí, o porque necesitemos mejores telescopios.
Ese límite se debe, precisamente, a que el universo tuvo un principio.
Dado que el universo como lo entendemos no existe desde siempre, lo más lejos que podemos
ver hoy es la distancia que ha podido recorrer la luz desde el Big Bang hasta la actualidad.
Ahora bien: ¿cómo era nuestro universo observable a medida que nos remontamos más y más atrás
en el tiempo?
Cuando todo lo que vemos hoy ocupaba una bola de radio unas 10 veces menor, se estaban formando
las primeras galaxias.
Eso ocurrió cuando el universo tenía unos 500 millones de años, el 4% de su edad actual.
Cuando nuestra bola tenía un radio 100 veces menor, estamos en medio de la Edad Oscura:
todo el Universo era una nube de átomos ligeros, sin que prácticamente nada los excitara para
emitir luz (de ahí el nombre de edad "oscura").
Y cuando era unas 1000 veces menor, lo que tenemos es un universo muy, muy joven, con
menos de 400.000 años de edad: el 0,003% por ciento de su edad actual.
Si el cosmos fuera hoy un adulto de 30 de años, estaríamos viendo un bebé de 7 horas.
En ese momento, todo nuestro universo observable era un plasma del que la luz no podía escapar.
Ahora, retrocedamos mucho más y vayamos al instante en que el universo solo tenía un
nanosegundo de edad.
En aquel momento, todo lo que vemos hoy estaba apretujado en una bola del tamaño del sistema
solar.
Y por supuesto, la materia estaba en forma de una "sopa" extremadamente caliente de partículas
elementales.
Hasta aquí la teoría del Big Bang funciona bien.
Y sabemos que funciona bien porque hace predicciones que se han comprobado.
Por ejemplo, a partir de este momento, la teoría predice correctamente cuántos núcleos
atómicos de cada tipo se formaron en los tres minutos siguientes.
Además, el plasma del que he hablado antes, cuando el universo era un "bebé de siete
horas", liberó la luz que había en su interior.
Luz que nos sigue llegando desde regiones lejanas en forma del fondo cósmico de microondas:
una imagen del universo bebé que literalmente vemos al fondo del cielo (tenemos vídeos
al respecto por si os interesa).
A través de la teoría del Big Bang y otras hipótesis sobre los procesos que ocurrieron
en el plasma ancestral, podemos hacer una simulación de esta foto que encaja con la
real con muchísima precisión.
Es un éxito rotundo.
Sin embargo, si nos fijamos un poco más despacio en cómo era el universo en ese primer nanosegundo
de vida, veremos algo muy, muy extraño.
¿Recordáis cuando hablamos de que el Universo en las grandes escalas es igual en todas partes?
Eso quiere decir que, en su pasado, tuvo que ser, como mínimo, igual de uniforme.
También el fondo cósmico de microondas es idéntico en todas las direcciones del firmamento.
Su densidad y temperatura era igual en todos lados en una parte en cien mil.
Por tanto, nuestra sopa primigenia tuvo que ser igualmente uniforme.
Y esto es malo.
Fíjate en este punto.
Ahora nuestra bola tiene el tamaño del sistema solar, unas ocho horas-luz de punta a punta.
Sin embargo, el universo solo tiene un nanosegundo de vida.
En el espacio, la materia nunca puede moverse más rápido que la luz.
Durante ese primer nanosegundo de vida, la materia que estaba en este punto solo tuvo
tiempo de viajar una distancia muy, muy pequeña: algo así.
Las partículas que estaban aquí jamás tuvieron tiempo de cruzar hasta la otra punta.
Entonces, ¿cómo sabía esta pequeña región que tenía que tener la misma densidad y temperatura
que esta otra?
¿Y que esta otra?
¿Y que esta otra?
Cuando enciendes el radiador que está en la esquina de tu cuarto, al final toda la
habitación acabará calentándose.
Pero, para que eso ocurra, tiene que pasar un tiempo: el aire que está junto al radiador
tiene que transmitir ese calor al aire que está en la otra esquina, y "decirle" qué
temperatura tiene que alcanzar.
Sin embargo, durante sus primeros instantes, la expansión del universo primigenio ocurrió
de tal modo que separó regiones que nunca tuvieron tiempo de "hablarse" entre sí.
Si cada una de estas zonas evolucionó de manera independiente del resto, lo suyo sería
que cada una hubiera alcanzado su propio equilibrio térmico.
Así que ¿cómo es posible entonces que todas tuvieran de casualidad la misma densidad y
temperatura?
Este es uno de los grandes problemas de la teoría del Big Bang.
Se conoce como "problema del horizonte" y, dentro de la propia teoría del Big Bang,
no tiene solución conocida.
Otro problema importante es por qué el universo tiene la geometría que tiene.
Las componentes del Universo afectan al espacio, en este caso curvándolo globalmente con el
tiempo e incrementando cada vez más su curvatura.
Para casi cualquier estado inicial, lo normal hubiera sido que, una fracción de segundo
después de la gran explosión, el Universo se hubiera "cerrado" sobre sí mismo.
O al contrario: que se hubiera "abierto" a tal velocidad que, en menos de un segundo,
toda la materia se hubiese enfriado a temperaturas cercanas al cero absoluto.
Pero nada de esto ha pasado, y para más inri, hoy sabemos que el Universo si tiene curvatura
espacial es muy pequeña, lo que quiere decir que si ahora no está apenas curvado, en el
pasado tuvo que estar ridículamente menos curvado.
Esa curvatura inicial con semejante nivel de precisión es muy incómoda.
Es como si la propia teoría te estuviera diciendo que pasó algo más, que en el puzzle
cósmico falta una pieza.
Y por si fuera poco, hay otras dos preguntas casi incluso más importantes para las que
la teoría del Big Bang no tiene respuesta: Primero, si nuestra bola inicial era tan uniforme
como nos dicen los datos, ¿por qué no es totalmente uniforme?
Esa parte en 100.000 en las fluctuaciones del fondo de microondas.
Esas pequeñas imperfecciones que más tarde acabarían convirtiéndose en las galaxias
y los cúmulos de galaxias.
¿Cuál es su origen?
Y segundo: la teoría nos dice cómo ha evolucionado nuestra "bola" en todos estos miles de millones
de años.
Pero ¿de dónde salió toda la materia que la llenaba?
¿Cómo se creó?
Lo que ocurre es que, en realidad, la teoría del Big Bang no habla del Big Bang.
Aunque es una buena aproximación para entender lo que ocurrió después de ese primer nanosegundo,
no nos dice qué sucedió antes.
Hoy, la mayoría de los cosmólogos creen que, justo antes de que se formara esa bola
primigenia, ocurrió algo muy especial: un fenómeno que sembró las condiciones previas
para que el universo tal y como lo conocemos pudiera nacer.
Uno que resuelve los problemones que teníamos y que podríamos decir que es el origen del
Big Bang.
Pero eso lo veremos muy pronto en el siguiente vídeo de esta serie.
Y ya sabes, si quieres más ciencia solo tienes que suscribirte.
Y gracias por vernos.
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