He leído un libro sobre el Big
Bang apasionante. Voy a intentar hacer una entrada sobre el tema, pero si
tenéis tiempo os aconsejo leer El momento
de la creación. Del Big Bang hasta el Universo actual de James S. Trefil.
Lo aconsejo incluso a gente inexperta en la materia, de letras, porque haciendo
un esfuerzo de pasar por encima de las cosas más técnicas, se puede entender bastante bien.
Los
científicos llegan a la conclusión de que vivimos en un universo en expansión,
porque observan el resto de galaxias que nos rodean y comprueban que cada vez
se alejan más de la nuestra. Es lo que se llama corrimiento hacia el rojo
(se refiere al espectro de la energía, para los más entendidos). Esto es una
consecuencia del Big Bang que se considera el origen del universo. Sin embargo,
para llegar desde ahora al Big Bang no se puede suponer solo una contracción de
la materia... Hay muchas más cosas en juego.
El
universo actual está formado por átomos, y lleva formado por átomos unos 500000
años. Pero hace 500000 años existieron las condiciones de presión y de
temperatura para que los átomos no pudieran existir: la materia se encontraba
formando un plasma. El plasma es considerado el cuarto estado de la materia, y
se puede conseguir en un laboratorio de hoy en día. Es como una nube de
electrones, protones y neutrones en las que, a pesar de tener cargas opuestas,
las partículas pueden moverse de manera independiente. Los núcleos en este
plasma eran protones, deuterones, helio 3 y helio 4. Pero a 3 minutos del Big Bang
ni siquiera existían los núcleos: no se daban las condiciones necesarias para
su formación. Estamos en la era de las partículas, que cumplen la famosa
ecuación de Einstein: E=mc2, que significa que la energía puede
transformarse en masa, y la masa en energía.
Si
retrocedemos aún más en el tiempo, a 10-3 del Big Bang, encontramos
que no existen las partículas como el electrón o el protón: estamos en la era
de los quarks, que posteriormente quedarían confinados en el interior de las
partículas, de manera que hoy en día, no se ha encontrado ningún quark en
estado libre. Los quarks, además de formar partículas tienen unas
características cuando menos curiosas como la extrañeza, la belleza, la verdad
o el color. Son nombres que se dan a sus propiedades que son de la misma
naturaleza que la carga eléctrica. Igual que no se puede cuestionar que las
partículas estén cargadas, están estas otras propiedades de nombre curioso...
Podemos
seguir yendo hacia atrás y esto ya empieza a dar vértigo... Porque estamos a 10-10
segundos del Big Bang, y aquí nos pararemos brevemente para ver cómo los
físicos entienden el universo: A los físicos les gusta explicar el universo con
12 tipos de partículas (que acaban siendo más...) y cuatro fuerzas: la
gravitatoria, la electromagnética, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear
débil. Pero no solo eso, sino que entienden dichas fuerzas como un intercambio
de partículas. Es decir: la Luna gira alrededor de la Tierra porque
intercambian entre ellas un chorro de gravitones (partícula que aún no se ha
encontrado en el universo), y así sucede con el resto de las fuerzas. Esto
ocurre a tal velocidad que no viola la ley de conservación de la energía o de
la masa, porque no puede ser detectado: simplemente ocurre.
Pues
bien, a 10-10 segundos del
Big Bang se produce la unificación de la fuerza electromagnética con la fuerza
nuclear débil, dando lugar a una única fuerza que se llama electrodébil. Nos
encontramos en un universo con una simetría mayor, que al perder energía tras
los 10-10 segundos pierde
también la simetría de sus fuerzas.
Existe
una teoría física que describe la fuerza nuclear fuerte como un intercambio
entre los quarks de partículas llamadas gluones. Se ha demostrado también que
antes de los 10-35 segundos
del Big Bang se produce la unificación de las fuerzas electrodébil y fuerte a
energías muy altas y con una muy alta simetría.
Llegamos
ya al llamado tiempo de Planck ( a 10-43 segundos del Big Bang), que
es lo máximo que han podido retroceder los físicos. Si la naturaleza se
comporta de la forma esperada, éste sería el tiempo en el que se rompería la
simetría y unificación de las fuerzas fuerte-electrodébil y gravitatoria. Si se
consiguiera demostrar esta unificación, los primeros 10-43 segundos
del Universo habrían sido un período sencillo y bello en extremo. Solo habría
un tipo de partícula, porque serían intercambiables sin ninguna diferencia: “la
unificación de todas las cuatro fuerzas dejaría solo un tipo de interacción. El
Universo tendría, por tanto, la simplicidad suprema: todas las partículas
serían del mismo tipo e interaccionarían entre sí a través de una sola clase de
fuerza. Para el físico, esta situación es tan bella y elegante en sí que,
sencillamente, la idea tiene que ser cierta. Por supuesto, queda por ver si la
naturaleza siente lo mismo.”
Claramente
esto es un resumen muy resumido, por eso os aconsejo que intentéis leer el
libro. Esta entrada se está haciendo demasiado larga así que continuaré con el
tema en otra. Pero antes, trataré de contestar las preguntas de Leti: los
físicos con los aceleradores de partículas pretenden conseguir temperaturas
altísimas que se correspondieran con alguna de las etapas del universo, para
ver así cómo se comporta la materia. Por cada avance hacia atrás, descubren nuevas
partículas que necesitan para confirmar sus teoría, que siempre están basadas
en la relatividad de Einstein. Por eso,
que los neutrinos no se comporten según la regla general podría alterar la
concepción de la física actual.
