Teoría del Big Bang
La teoría del Big Bang es la explicación científica de que el universo comenzó hace unos 13.8 mil millones de años en un estado caliente y denso y se ha expandido desde entonces.
Definition
La teoría del Big Bang dice que el universo comenzó hace unos $13.8$ mil millones de años como algo extremadamente caliente y denso, y desde entonces se ha estado expandiendo y enfriando, con estrellas y galaxias formándose a medida que se enfriaba. Se apoya en tres líneas principales de evidencia: las galaxias distantes que se alejan de nosotros (corrimiento al rojo), la radiación cósmica de fondo de microondas, y las cantidades observadas de hidrógeno y helio. En su forma completa, la teoría describe la evolución del universo según las ecuaciones de Friedmann de la relatividad general, prediciendo la ley de Hubble $v = H_0 d$, un fondo de cuerpo negro a $T \approx 2.725\ \text{K}$, y la nucleosíntesis del Big Bang, que fija la fracción de masa primordial de helio cerca del $25\%$. No describe un punto en un espacio preexistente; la expansión se aplica al espacio mismo.
Example
Imagina un globo con puntos dibujados en él: al inflarse, cada punto se aleja de todos los demás puntos, tal como las galaxias se alejan unas de otras. En 1929 Edwin Hubble midió que casi todas las galaxias presentan corrimiento al rojo, y que las galaxias más lejanas se alejan más rápido, y al hacer retroceder ese movimiento en el tiempo se llega a un momento en que todo estaba junto. Los cálculos de nucleosíntesis muestran que en los primeros minutos, a temperaturas cercanas a $10^9\ \text{K}$, protones y neutrones se fusionaron en deuterio, helio-3, helio-4 y trazas de litio, y las abundancias medidas en estrellas antiguas y pobres en metales coinciden con esas predicciones.
Key Insight
El Big Bang no fue una explosión en el espacio como un fuego artificial; fue el espacio mismo comenzando a estirarse, en todas partes a la vez. Una teoría científica no es una suposición: esta predijo el calor remanente del universo temprano antes de que ese calor fuera medido, razón por la cual los científicos la aceptan. La teoría describe el universo desde una fracción de segundo en adelante, y lo que sucedió en $t = 0$, o si esa pregunta siquiera tiene sentido, está más allá de la física actual porque la relatividad general y la mecánica cuántica aún no se han unificado.