La teoría del Big Bang del origen del universo es el resultado lógico del descubrimiento por parte del astrónomo Edwin Hubble de que el universo se está expandiendo. Si la expansión se pudiera revertir, todo el universo, en algún momento, se contraería en un único punto en el espacio. Los científicos han deducido las condiciones y la temperatura del universo en un momento infinitesimalmente cercano a esta singularidad basada en observaciones del universo presente.

La Singularidad Primordial

Una singularidad es una región del espacio-tiempo en el que la materia se tritura tan estrechamente que las leyes gravitacionales explicadas por la relatividad general se descomponen. En una singularidad, el volumen del espacio es cero y su densidad es infinita. Otra forma de decir esto es que la curvatura del espacio-tiempo es infinita. Los científicos creen que tal singularidad existe en el núcleo de un agujero negro, que ocurre cuando un sol súper masivo alcanza el final de su vida e implosiona. La relatividad general también exige que tal singularidad debe existir al comienzo de un universo en expansión.

El Big Bang

El Big Bang es el instante en que la singularidad primordial se convirtió en el universo. Con base en observaciones de objetos distantes y mediciones de la radiación cósmica de fondo, los científicos han deducido la temperatura en el tiempo de Planck, que es de 10 millones de trillones de billones de billones de segundo. En ese instante, la temperatura era de 100 millones de billones de billones de Kelvin (180 millones de billones de billones de grados Fahrenheit). El universo experimentó un período de expansión acelerada que terminó mucho antes de que transcurriera un segundo. En ese momento, se había enfriado a una temperatura de 100 mil millones de grados Kelvin (180 mil millones de grados Fahrenheit).

Los primeros momentos de la historia

Aproximadamente un segundo después del Big Bang, el universo estaba a punto 400,000 veces más densa que el agua, y la temperatura era de 10 mil millones de kelvins. La materia consistía principalmente en protones y neutrones. Después de 13.8 segundos, la temperatura había bajado a 3 mil millones de kelvins, y tres minutos y 45 segundos después, había caído a mil millones de kelvins. En este punto, los neutrones y protones comenzaron a formar núcleos de helio. Los primeros átomos no se formaron hasta 700,000 años después del Big Bang. Para entonces, la temperatura había descendido a varios miles de kelvins, lo cual era suficientemente frío para que protones y electrones formaran átomos de hidrógeno.

Confirmando la teoría

Además del descubrimiento de Hubble de que el universo se está expandiendo, lo cual condujo al desarrollo de la teoría del Big Bang en primer lugar, hay otras dos razones para aceptar la teoría. Una es que predice que el helio formado en el momento del Big Bang debería representar el 25 por ciento de la masa del universo, que es lo que observan los astrofísicos. La otra es que predice que la temperatura de la radiación de fondo cósmica (el resplandor del big bang) debería ser de 3 grados sobre el cero absoluto, y las observaciones también lo han confirmado.