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El universo - cómo se originó el universo?, diferencias entre la teoría del big bang y la teoría de la inflación



CÓMO SE ORIGINÓ EL UNIVERSO?
Hasta lo que conocemos actualmente el Universo se originó hace aproximadamente 13700 millones de años en una gran explosión espacial.
En este primer momento, toda la energía que existía en el Universo estaba acumulada en un punto inferior a un atomo. No existía materia, como tal debido a las altísimas temperaturas.
Después de la explosión, el espacio comenzó a expandirse y se enfrió asentando la formación de atomos, estrellas, galaxias y planetas a partir de partículas elementales. Esto recibe el nombre de la teoría de la Gran Explosión o Big Bang.


TEORÍA DEL BIG BANG.

Supone que hace entre 12000 y 15000 millones de años, toda la materia universal estaba acumulada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio y se produjo una explosión. La materia se evadió impulsada con una energía enorme hacia todas las direcciones.
Los choques y un desbarajuste produjeron que se agrupara la materia y se acumulase mas en algunos lugares del espacio, de esta manera se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde aquel momento, el Universo continúa en constante expansión y evolucionando.
Esta teoría esta basada en observaciones precisas y es matematicamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no explica el momento cero del origen del Universo, denominado “singularidad”.
Arno Pencias y Robert Wilson, premios Nobel de física, gracias a la detección de “La microonda cósmica”, pudieronmedir el eco residual formado por el Big Bang. Ademas, por otros métodos, se confirma la teoría de que las partes que forman el Universo se encuentran en expansión.
Racimos galacticos, cada uno con miles de millones de estrellas se separan unas de otras a gran velocidad.
El Big Bang originó enormes temperaturas y sus consecuencias todavía perduran en el espacio. El Universo podría seguir expandiéndose hasta lograr la nada absoluta; o quizas, en algún punto, iniciar un nuevo proceso de condensación en un largo recorrido hacia un nuevo “Big Bang”.


La teoría del Big Bang constituye el modelo común para explicar cómo se originó el Universo. A través de ella, se explica la evolución del Universo a partir del primer segundo, la expansión, la existencia de un pasado denso y caliente, el origen de los elementos químicos fundamentales y cómo se formaron los objetos astronómicos que se
Observan en la esfera celeste como pueden ser las estrellas, galaxias, la multitud de galaxias, etc
¿QUÉ HABÍA ANTES DEL BIG BANG?
Durante las primeras porciones de segundo el Universo tenía un tamaño tan pequeño y denso que para poder estudiarlo necesitamos desarrollar una teoría cuantica de la gravedad. La cual es la interacción mayoritaria porque conviene un objeto con numerosa masa (la masa total del Universo), aunque, toda esta masa y energía esta aprisionada en un punto un poco mas grande que una partícula convencional por lo que se trata de un sistema cuantico.
Todavíano se ha producido esta teoría pero se han logrado encontrar algunas coincidencias. Según estos modelos, del vacío pueden desarrollarse estados de materia espontaneamente.
La creación de una partícula-antipartícula, por ejemplo, es un hecho que ocurre en la naturaleza y en el laboratorio.
Que el Universo entero haya surgido de la nada va en contra de nuestra intuición y por ello es complicado de entender. La lógica con la que se relaciona nuestra mente con lo que no podemos observar y construye modelos del mismo, esta constituida sobre las bases de experimentos con el mundo de los macroscópicos y no en el mundo subnuclear. Por esta razón queremos dominar todos los procesos a modelos sencillos “causa y efecto” y lo que surja de este modelo difícilmente podemos entenderlo. Desgraciadamente el modelo “causa y efecto” rompe con las teorías cuanticas que explican el comportamiento a altura subnuclear.
TEORÍA DE LA INFLACIÓN.
Fue formulada por Alan Guth pretende explicar los primeros instantes del Universo. Esta basada en estudios de los fuertes campos gravitatorios, como los que se encuentran cerca de un agujero negro. Supone que una fuerza única se fracciona en las cuatro que actualmente conocemos, creando el origen del Universo.
La fuerza inicial se extendió durante un tiempo casi inapreciable, pero fue de una violencia tal que, a pesar de que la gravitación detiene las galaxias, el Universo aumenta.
No podemos imaginar el Big Bang como elestallido de un punto de materia en el vacío, porque en este punto se acumula toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. No habría ni “fuera” ni “antes”. El espacio y el tiempo también se extienden con el Universo.

DIFERENCIAS ENTRE LA TEORÍA DEL BIG BANG Y LA TEORÍA DE LA INFLACIÓN.
Aunque la teoría de la Gran Explosión no explica cómo se produjo el Universo ni qué ocurrió antes del primer instante. Existen varias hipótesis sobre este hecho, entre las que destaca el modelo de inflación, que resuelve algunas dificultades relativas a la teoría del Big Bang. Aunque el Big Bang posee un fuerte soporte en observaciones, el modelo de inflación necesita una mayor certeza observacional para ser aceptado definitivamente.
El modelo inflacionario dice esencialmente que el Universo sufrió un periodo de crecimiento acelerado a los pocos instantes, posteriormente al Big Bang. Esta teoría vaticina que el Universo estaría compuesto mayoritariamente por materia oscura no visible, según esto el 99% de la materia que conforma el Universo no es visible. La cantidad de masa predicha es un aspecto que los astrofísicos denominan masa crítica del Universo.


E t a p a s de la E v o l u c i ó n
Big Bang Densidad infinita, volumen cero.
10-43 segs. Fuerzas no diferenciadas
10-34 segs.
Sopa de partículas elementales
10-10 segs.
Se forman protones y neutrones
1 seg.
10.000.000.000 º. Tamaño Sol
3 minutos 1.000.000.000 º.
Núcleos
30 minutos 300.000.000º.
Plasma
300.000 años Atomos.
Universo transparente
106 años Gérmenes de galaxias
108 años Primeras galaxias
109 años Estrellas.
El resto, se enfría.
5x109 años Formación de la Vía Lactea
1010 años Sistema Solar y Tierra


MATERIA OSCURA.
Para que las teorías expuestas anteriormente puedan ser validas, los científicos precisan de una materia extra a la que ya conocemos o mas vista esta por el ser humano. Numerosos calculos han manifestado que toda la materia y la energía que hoy en día dominamos es muy poca en comparación a la que debería existir para que la teoría del Big Bang sea correcta. Para solucionar este problema se desarrolló la existencia de una supuesta materia para llenar ese vacío, al que denominamos materia oscura. Recibe este nombre porque no se relaciona con ninguna de las fuerzas nucleares ni con el electromagnetismo, sólo con la fuerza gravitatoria. En el grafico siguiente vemos las proporciones calculadas.

COSMOLOGÍA DE MEMBRANAS.
Constituye varias teorías físicas de las partículas y de la cosmología, surgidas a partir de las teorías de supercuerdas y de la teoría M.
Toma como idea fundamental que la parte visible de nuestro universo cuadrimensional se encuentra definida por una brana dentro de un espacio dimensional superior, denominada bulk.
Las dimensiones complementarias de esta, estan envueltas en un espacio de Calabi-Yau. En el modelo de bulk, en el cual otras branas pueden estar desplazandose sobre él.





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