El Universo en pañales Los primeros suspiros del Universo

Todo lo que alcanzamos a ver, cada cosa que podamos llegar a percibir... todo, absolutamente todo se formó en los primeros alientos de nuestro Universo. Los primeros 3 minutos de vida de nuestro joven Universo fueron, sin lugar a dudas, fundamentales para lo que hoy conocemos como nuestro hogar cósmico.

¿El Big Bang?

Aunque la teoría del inicio del Universo es popularmente conocida como "Big Bang", realmente no fue ni "Big" ni "Bang".

• No fue "Bang": No hubo ninguna explosión. ¡De hecho el Universo todavía no tenía materia que pudiera provocar una! Lo que ocurrió fue una rápida expansión del Universo, se creó espacio entre dos puntos. Por ejemplo, imagina que entre tu y tu amigo hay 5 baldosas de distancia y, sin que vosotros os hayáis movido, de repente, estáis alejados por 8 baldosas. El espacio se ha expandido y, efectivamente, ¡nada ha explotado!
• No fue "Big": Sí, esto pasó en TODO el Universo a la vez, pero su tamaño en aquel entonces era ridículamente pequeño, muchísimo más pequeño que los protones que constituyen los núcleos atómicos.

El primer suspiro: el primer tiempo de Planck

¡Durante los primeros 10^(-43) segundos, o también llamado tiempo de Planck no tenemos ni idea de lo que pasó! Muchas veces se habla de la "singularidad" del Big Bang, allí donde estuvo todo el Universo concentrado al principio de todo. ¡Lo más probable es que esto no ocurriera!

Lo que suele pasar cuando aparecen singularidades de este tipo es que nuestras teorías nos están avisando de que algo no va bien, de que algo les falta para estar completas. En particular, durante el primer tiempo de Planck, gravedad y cuántica eran equiparables y estaban unificadas.

Pero, hoy en día, ¡no lo sabemos describir! Eso sí, sabemos en que lugares de nuestro Universo podríamos encontrar estos comportamientos tan peculiares entre gravedad y cuántica. Mira al fondo... ¡Exacto, en los agujeros negros!

¿Que por qué no sabemos describirlas juntas? Te dejo un vídeo de QuantumFracture que lo explica con bastante detalle:

Para entender más a fondo cómo hemos llegado a plantear que ocurriera algo tan extremo como la inflación, y qué mecanismo lo produjo, puedes echarle un vistazo al siguiente video (en inglés, con posibilidad de subtítulos):

El Universo post-inflación: una sopa de partículas

Al terminar la inflación, toda la energía que hizo expandir el Universo tan rápidamente se convirtió en materia, partículas con masa, como muestra la famosísima ecuación de Einstein E=mc^2.

Esta caliente sopa de partículas fue enfriándose y pasando por diferentes hitos y momentos claves de gran interés, aunque las bases para la formación de las grandes estructuras que vemos actualmente ya estaban puestas. Entre estos hitos se encuentran dos de especial importancia:

• Bariogénesis: Había cantidades muy similares de materia y antimateria, una especie de "gemela malvada" de la materia normal. Cuando estas entran en contacto, como buenos hermanos, se pelean y se aniquilan, dejando únicamente radiación. Es por esto que tuvo que haber un pequeño desbalance a favor de la materia, es de lo que estamos hechos y lo que vemos, lo que se conoce como asimetria bariónica. ¡Pero el motivo de este desbalance es todavía un debate abierto en la cosmología!
• Nucelosíntesis primordial: En el rango de entre 3 y 20 minutos después del Big Bang, la temperatura fue suficientemente baja para que se formaran los primeros elementos; principalmente hidrógeno (un 75% de toda la materia después de la nucleosíntesis) y helio (el otro 25%). Elementos más pesados como nuestro preciado oxígeno o el carbono se formarían mucho, mucho más tarde en el interior de las estrellas.

Somos polvo de estrellas - Carl sagan

Debido a pequeñas fluctuaciones cuánticas durante la inflación, se crearon pequeños pozos en el espacio-tiempo (análogamente al que forma la Tierra por el mero hecho de tener masa) donde la materia se congregaría. Al congregarse ahí, se crearían centros más masivos donde caería aún más materia: ¡las semillas de la gran estructura de galaxias estaban plantadas!

Y aunque nuestro Universo parezca muy desigual - pasamos de grandes estrellas al vacío más absoluto - lo cierto es que a gran escala es muy homogéneo. Forma una estructura filamentosa, una red. Es lo que se conoce como red cósmica. ¿Recuerdas la imagen del inicio de esta historia, que volvemos a ver de fondo?

¡Ilustra justo esto! Cada puntito que ves es una galaxia como la nuestra, colocadas en forma de red de manera muy homogénea. El Universo, a gran escala, es muy similar lo mires por donde lo mires.

En cualquier caso, cómo es nuestro Universo quedó determinado durante sus primeros instantes de vida. Como nacerían las estrellas, las galaxias, e incluso nuestro planeta y nosotros mismos incluidos. Sus primeros respiros fueron cruciales y moldearon como sería todo a partir de entonces.

Gracias por acompañarme a través de esta (muy resumida) historia. Hemos podido echarle un vistazo a

EL UNIVERSO EN PAÑALES

(Échale un vistazo a mi documental que realicé como mi TFM con aún más información sobre el tema. Aparecerá aquí abajo cuándo esté publicado!)