¿Cómo, dónde y cuándo comenzó todo esto? Del universo oscilante del espacio-tiempo al superfluido cosmos sin principio ni fin. Cuanta imaginación de por medio.
Desde que Galileo se dedicó a observar el cielo con telescopios, abrió la posibilidad de ver más allá y tener en cuenta que la realidad es más compleja al observarla hacia afuera, la manera más común en Occidente, estudios e investigaciones de los astrónomos, apoyados en instrumentos diseñados para captar a lo lejos las nuevas concepciones en el cosmos. Con telescopios cada vez más sofisticados, se es capaz de captar mínimas emisiones de radiaciones, que se ubican a lo lejos, desde cuando ocurrió el Big Bang. Un desarrollo de herramientas de observación, con capacidad de mostrarnos longitudes del espectro electromagnético, luz que nuestros ojos no pueden atraer. Con del Gran Telescopio de Canarias, de 10,4 metros, el mayor entre los telescopios ópticos en el planeta. El mayor interferómetro del planeta, una cadena de satélites sincronizados entre sí, que permite la observación de fenómenos cósmicos detallados, sin precedentes, ubicado en el desierto de Atacama, se trata del Atacama Large Milimetre Array (ALMA), cadena o sistema, es decir un conjunto de radiotelescopios para observar el universo, en un rango de radiofrecuencias de ondas electromagnéticas, de menor energía del espectro, con lo cual se logró la primera foto de un agujero negro. El Telescopio Espacial Hubble, fundamental en astronomía por proporcionar imágenes detalladas y datos valiosos desde su lanzamiento en 1990. Y el Telescopio Espacial James Webb, considerado el más potente, posee instrumentos que captan el universo en longitudes de onda infrarroja, ofreciendo nuevas visones de galaxias, estrellas y planetas. Tales han sido las inversiones de muchos millardos, con revolucionarios juegos de espejos plegables, el James Webb es el telescopio más avanzado que se conoce, de los que han sido lanzados al espacio. Construido con la cooperación de 14 países, operado por las agencias espaciales europea (ESA), estadounidense (NASA) y canadiense (CSA). Entre sus principales objetivos, observar ciertos objetos, los más lejanos en el universo, desde la formación de las primeras galaxias, y para estudiar cómo se formaron las estrellas y los planetas.
Fue Georges Lemaître quien tuvo una gran idea en 1927, decía que hace mucho tiempo que arrancó el universo, a partir de un punto, y se produjo un estiramiento y expansión que no ha cesado desde entonces, y pareciera no tener fin. Dos años después Edwin Hubble notó que nos alejábamos de las galaxias y ellas de nosotros, moviéndose a gran velocidad, más que las que están más próximas a nosotros. En realidad, aquello que apenas observamos en el espacio exterior, ocurrió a partir del Big Bang, la principal teoría, la más plausible hasta el momento, una explicación física que describe lo que debió ocurrir para que exista esta realidad, en contraste con otras hipótesis más imaginativas. Desde una Singularidad, había señalado Lemaitre, se generó una inflación hace unos 13.8 mil millones de años. La tecnología y los instrumentos más sofisticados permiten a los astrónomos poder estudiar y ratificar lo que está allá afuera, en atención a la esfericidad de la tierra, frente a los terraplanistas, y elaborar fórmulas desde modelos matemáticos. Los físicos y demás investigadores del espacio lo que aprecian es el "eco" dejado por la expansión del fenómeno del fondo cósmico de microondas.
Teorías enfrentadas
Se han registrado un conjunto de ideas, creencias, teorías que se oponen en cuanto a cómo fue que surgió el universo, postulados que desde lo que sabemos hasta ahora, cabría la posibilidad de haber iniciado hace miles de millones de años, algo inverosímil y difícil de asimilar, pero que se han corroborado por los científicos, en paralelo a la presunta creación por parte de Dios, una mente superior, ordenador de todo, como tentativas que han sido expuestas en distintas narrativas, al tratar de despejar las incógnitas, respecto al espacio, tiempo y materia, indispensables para que en un instante, en un vacío y la nada, podríamos pensar en la conciencia que mira hacia afuera y le da posibilidad a lo que es tratado como real, es decir, la realidad como totalidad y lo trascendente que lo contiene. El término más usado y preciso que se tiene para explicar cómo se inició el cosmos, es el de Big Bang, derivado del hecho en el cual algo imperceptible, una singularidad, es decir, una partícula, pudiera convertirse en algo extraordinario por su magnitud, surto de combinarse elementos físicos y químicos que se combinan e integran por fenómenos y fuerzas, en una síntesis que lo engloba todo, y se aprecia como el "estiramiento hacia todas partes". En expresión casual lo más mediático y natural, basados en los fundamentos de la física y el lenguaje de los matemáticos, que incluyen la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein, y las teorías estándar de las Partículas Fundamentales. Las mediciones del universo en expansión dan como precisa la Teoría del Big Bang, que la mayoría de la comunidad astronómica acepta como estándar para el origen del universo, aunque hay otras hipótesis plausibles como alternativas, unas más curiosas y extrañas que otras, como la Teoría del universo primordial, entre las ideas más antiguas del origen, presentada por Anaxágoras, nacido en Clazómenas, hoy Turquía. Se basó en el estado original del cosmos como una mezcla primordial de todos los ingredientes existentes, infinitos fragmentos, pequeños en sí mismos; el primer en afirmar que el universo fue diseñado y realizado por el poder racional de una mente infinita. La teoría del universo estoico, que progresaron dos siglos en la antigua Grecia, la creencia, se trataba de un cuerpo viviente gigante, en su parte principal astros, estrellas y el Sol, partes interconectadas. De ahí que, si algo sucedía en un lugar del cosmos, también sucedía en otro lugar. Se trataba de un universo gobernado por el logos o la razón, de ahí emana la armonía con el universo, o si se prefiere de una armonía con Dios.
Fueron Leucipo y Demócrito los fundadores de la escuela atomista, de ahí la teoría atómica del universo, al sostener estaba compuesto de bloques de construcción muy pequeños, indivisibles e indestructibles, los llamados Átomos. Y sostenían que la realidad se componía de una mezcla de tales átomos eternos en un vacío infinito, donde forman diferentes formas y combinaciones. Modelo atómico de Demócrito, átomos indestructibles, físicamente indivisibles, en permanente movimiento, y hay muchos tipos de ellos. La teoría del universo cíclico, a través de distintos ciclos en expansión, Big Bang, y ciclos de compresión, Big Crunch, y son oscilatorias. Universo cíclico de tres dimensiones físicas conocidas, y otras, para que la hipótesis sea matemáticamente viable. Téngase en cuenta, la teoría explicaría por qué la gravedad es aparentemente la fuerza más débil de las restantes, fundamentales en la naturaleza, gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil. Con la teoría del estado estacionario, propuesta a mediados del siglo XX, se opone al Big Bang, que postula la creación continua de materia en el universo, lo que explicaría la aparente expansión, en un tipo de universo que podría no tener principio, ni final. Pese a la hipótesis, muchas evidencias demuestran desde mediados de los 60, que es una teoría incorrecta, el modelo lo propusieron Herman Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle desde 1948.
Teoría del Universo de Plasma, o universo eléctrico, por lo que el cosmos estaría formado por 99% elementos, lo que desafía los postulados físicos, implica que este gas, donde los átomos han perdido uno o dos electrones, forman el universo de plasma eléctrico, mezcla equitativa de materia y antimateria -ambiplasma-. El plasma reaccionaría por la presencia de campos electromagnéticos, con apoyo en la teoría de una electricidad libre, que existe en el espacio. La idea del universo plasma o éter, se ha sostenido desde tiempos inmemoriales, en principio bajo influencia de una fuerza electromagnética; universo sin un comienzo distintivo o final predecible. En él las galaxias se unen lentamente durante un período de tiempo mucho mayor que en la teoría del Big Bang. La poca y exigua evidencia surge de experimentos de laboratorio, una teoría atribuida a Hannes Alfvén en los años 60. Otra, la Teoría Inflacionaria fue propuesta por Alan Guth en 1981, modificada por Andrei Linde, Andreas Albrecht y Paul Steinhardt, al exponer la más actual, la de que el universo ya existía antes del Big Bang, guardando memoria de los sucesos anteriores. Teoría que desencadenó la idea de la Gran Explosión por una fuerza inflacionaria, que ejerció una inmensa cantidad de tiempo inapreciable, posibilitando la formación de una región observable del universo. La inflación cósmica explicaría de qué manera una partícula extremadamente densa y caliente que contenía toda la masa y energía del cosmos, acaba siendo expelida hacia el exterior en un proceso expansivo que todavía continúa.
La Teoría del Espacio Tiempo Superfluido, es de las más extravagantes en cosmología, vio luz en el 2000, postula que el espacio tiempo es una sustancia que fluye con cero fricciones. De modo que si el universo gira, el espacio tiempo superfluido se dispersará en vórtices, explican los físicos Pawel Mazur de la Universidad de Carolina del Sur y George Chapline del laboratorio Lawrence Livermore en California. Vórtices que podrían haber sembrado estructuras como las galaxias. Sostienen que nuestro universo podría haber surgido de una estrella en colapso, donde se combinaron materia estelar y espacio superfluido, generando energía pura y la fuerza que está acelerando la expansión del universo. El problema de esta hipótesis es que recuerda mucho al éter (luminífero) del siglo XIX. Teoría del Holograma Plano, un tejido espacio tiempo emergente, un tejido de hilos cuánticos, de acuerdo a un patrón desconocido, conjetura de Juan Maldacena, revela la conexión entre la teoría de cuerdas y los campos cuánticos, unificando teorías en física teórica propuesta en 1997, con un universo semejante a un holograma 3D que se proyecta fuera de una esfera; sería un universo bidimensional, dos planos, que para nosotros aparentaría ser tridimensional. Imagina una botella donde el espacio tiempo ocupa la región interna en la botella, que se dobla y ondula continuamente, y produce una fuerza, la gravedad, asignada exactamente a una red de partículas cuánticas en la superficie rígida, libre de gravedad en la botella. Un universo interior proyectado desde el sistema de límites de dimensiones inferiores como un holograma. Dentro de la botella, lugar dinámico y estrecho llamado espacio anti-de Sitter (AdS) que se curva negativamente como una silla de montar. Teoría curiosa, difícil de conceptualizar y proyectar como en un holograma partiendo de partículas cuánticas hacia el futuro infinito sin obstáculos de tiempo ni esfuerzos en describir el espacio.
Teoría de los Neutrinos Estériles
Esta teoría sostiene que la materia oscura se compondría de partículas esquivas, jamás imaginadas: neutrinos estériles. Primos hipotéticamente más pesados de los neutrinos ordinarios y solo interactuarían con otra materia a través de la fuerza de la gravedad (lo que haría imposibles detectarla). Los neutrinos estériles también podrían haber ayudado a que se formaran estrellas y agujeros negros en el universo primitivo, entre otras cosas.
Teoría de la Simulación Digital (TSD), con implicaciones halladas en la gravedad cuántica y la Teoría de Cuerdas, que sugieren que el universo en nada se parece a la forma en que creemos muchos observadores humanos, por lo de la teoría de la simulación digital se postula en que hay un universo podría ser en esa realidad simulada y digitalizada, funcionando a través de un descomunal ordenador. Fue la idea que atrajo la atención y un tema explotado obras como The Matrix, y los comentarios extravagantes de Elon Musk, al declarar en entrevistas que cabría la posibilidad de ser posible. Ha sido resultado de experimentos que no demuestran que el universo fuese creado por una máquina inteligente, ni nada parecido que se haya comprobado hasta ahora. y la Teoría Modified Newtonian Dynamics (MOND), según la cual la gravedad no se comporta siempre de la misma forma, su acción y efectos dependen de una escala, por lo que se piensa que la materia oscura podría no ser realmente algo, sino un nombre engañoso ante el extraño comportamiento de la gravedad. La teoría de dinámica newtoniana modificada, sugiere que la gravedad no se desvanece tan rápido como predicen las teorías actuales. Esta gravedad más fuerte puede cumplir el papel de la materia oscura, uniendo galaxias y cúmulos, que de otro modo se separarían. Estas nuevas formulaciones teóricas reavivaron el interés por tales ideas, las cuales funcionan bien a escala pequeña de galaxias individuales, aunque no se ajusten al patrón del fondo cósmico de microondas, es decir, al universo a gran escala.
En un estudio publicado el 16 de mayo del 2018 en la revista Nature, científicos japoneses identificaron algunas de las primeras estrellas que se formaron en el universo hace unos 250 millones de años, después del Big Bang, "Estos resultados demuestran la capacidad del ALMA como herramienta para medir el desplazamiento al rojo de galaxias distantes", escribió Rychard Bouwens, astrofísico de la Universidad de Leiden (Países Bajos), en un artículo en Nature. Los datos de la investigación y el trabajo de Takuya Hashimoto y su equipo de la Universidad Osaka Sangyo, observaron la galaxia distante MACS1149-JD1 cuando contaba 550 millones de años, cuando ya contenía estrellas de unos 300 millones de años. La medida para determinar distancia y edad de un objeto astronómico es por desplazamiento al rojo de la galaxia, l9.1096 unidades, el mayor valor que se obtuvo entonces, partiendo del análisis de líneas espectrales, según lo publicado, estableciéndose esa medida desde las líneas del espectro del oxígeno ionizado, en lugar de utilizar carbono ionizado, que era lo habitual en el análisis de objetos lejanos. Se arrojó evidencia en el proceso de formación que siguieron las primeras estrellas, y sugirió que con futuros telescopios como el James Webb, sustituto del Hubble en la órbita terrestre a principios de 2020, se podrían encontrar nuevas evidencias que arrojen más luz sobre la formación estelar primigenia, opinó Bouwens. Los científicos creen que las primeras estrellas del Universo se formaron en regiones con alta densidad de materia, si bien la comprensión sobre ese proceso es todavía limitada. Bowens resalta que todavía no están claros si la actividad estelar detectada en MACS1149-JD1 se produjo asimismo en otras regiones en los primeros tiempos del Universo, pero asegura que el descubrimiento "impulsará con seguridad estudios similares de otras galaxias".
El contenido fue publicado originalmente en el Diario EL COMERCIO, en la dirección de ElComercio.com: http://www.elcomercio.com/tendencias/hallazgo-evidencias-formacion-estrellas-bigbang.html.
