Cosmología y el Big Bang

La Cosmología es el estudio del universo como un todo – que pasó en su pasado y que pasará en el futuro. La Cosmología es una matería con cambios constantes y a menudo en las noticias. Tiene muchos conceptos que son difíciles de entender, y por eso hay muchas presguntas sobre cosmología.

EL BIG BANG

Una de las teorías más conocidas en cosmología es el Big Bang. La idea es que nuestro universo comenzó mucho más caliente y denso de lo que es ahora, y se ha estado expandiendo desde entonces. Esta teoría está basada en observaciones de nuestro universo entre las que se encuentran  :

  • Las galaxias externas se aceleran de forma que sus velocidades aceleradas son proporcionales a la distancia que se encuentran de nosotros (Esto se conoce como Ley de Hubble, por Edwin Hubble que fue el primero en darse cuenta). Esta observación se explica bien con la expansión del universo. Si el universo se expande debe de haberse iniciado a partir de uno muy pequeño en un momento del pasado. A ese punto le hemos llamado el nacimiento del universo o “Big Bang”.
  • Cuando observamos el cielo nocturno podemos ver un exceso de radiación a la que llamamos radiación CMB (Radiación del fondos cósmico de microondas). Es un cuerpo oscuro perfecto con una temperatura de 3º Kelvin. Junto con la expansión del universo, esta radiación nos dice que el universo ha debido ser más caliente en el pasado y también opaco a la radiación.  Resulta que la radiación CMB encaja perfectamente con ser de los primeros fotones que escaparon después de que el universo se volviera transparente.  El universo se volvió transparente por primera vez cuando los átomos se formaron (en un suceso conocido inexplicablemente como recombinación).
Crédito: ESA and the Planck Collaboration 
Planck CMB. Las anisotropías del fondo cósmico de microondas (CMB) observadas por Plank. El CMB es una foto de la luz más antigua de nuestro universo, tomada del cielo ccuando el universo solo tenía 300,000 años-. Muestra pequeñas fluctuaciones de temperatura que corresponden con regiones con diferentes densidades representando la semilla de las estructuras futuras : Las estrellas y galaxias de hoy..

ESTRUCTURA A GRAN ESCALA DEL UNIVERSO

Las galaxias no están esparcidas al azar por el universo, sino que más bien se encuentran preferentemente formando grupos o conjuntos, y los grupos y conjuntos se ordenan también en supergrupos. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, forma parte de un grupo de galaxias que llamamos el Grupo Local . El grupo tiene dos grandes galaxias (La Vía Láctea y Andrómeda) y también muchas galaxias enanas. Los clústers o conjuntos son una versión mucho más grande de los grupos. Una buena analogía es que los grupos son como pueblos, mientras que los clústers son ciudades.  En esa analogía los superclusters serían como regiones en las que están los pueblos y ciudades.

Los Superclústers no son sistemas relajados, lo que significa que se expanden con el universo, mientras que los grupos y clústers se cree que (en general) permanecen juntos por la gravedad mutua de las galaxias que hay en ellas, y no se expanden con el universo. Los superclusters forman una red de filamentos en el espacio, a veces llamada “red cósmica”.

Estudiando estas estructuras de gran escala en el universo los astrónomos aprenden mucho sobre cosmología. Los superclusters son probablemente los restos de las primeras estructuras que se formaron en el universo (que se ven en la imagen del CMB) y de como se formaron estructuras al principio depende la cosmología de nuestro universo.

COSMOLOGÍA EN EL SIGLO XXI

Conforme se acababa el siglo pasado y llegaron los primeros años de este, los cosmólogos empezaron a creer que estaban cerca de saber cuales son los parámetros básicos del universo. Una charla reciente por un cosmólogo en Cornell empezó con la pregunta “Se ha completado la cosmología?” La respuesta con el lanzamiento de una moneda fue no ! A continuación la charla fue sobre porque en algunos sentidos la respuesta es no, pero en otros es que si.

Observaciones recientes (en especial de WMAP) han resuelto algunos problemas que perduraban en la cosmología.  Las pruebas sugieren enormemente que la constante de Hubble está cerca de 71Km/s (con un margen del 5%) y que el universo es geométricamente plan, pero que probablemente está dominado por alguna forma rara de energía llamada “energía oscura”. La materia “ordinaria” también parece dominada por la “materia oscura”, que no puede ser la misma que la materia (llamada materia barionica) que forma a los humanos. En resumen, es un universo extraño, pero uno que empezamos a entender en mucho más detalle que hasta ahora!

Enlace original : Cosmology and the Big Bang

PREGUNTAS SOBRE COSMOLOGIA Y BIG BANG