El segundo primordial

Que el Universo se expande, se enfría y que todo se separa de todo es algo que ya casi nadie duda en nuestros días. Y si se expande, quiere decir que tiempo atrás tuvo que haber tenido un tamaño mucho más pequeño y compacto. La Teoría del Big Bang nos explica casi todo el proceso de expansión, desde los primeros instantes en la historia del Universo hasta el momento actual. Y digo "casi" porque, hasta donde yo sé, hay un determinado momento en el primer segundo de vida del Universo en el que nos quedamos sin poder ir más atrás, pues ni tan siquiera la física puede ya aplicar sus leyes.

Resulta que mirando al cielo y echando la vista atrás en el espacio-tiempo, los científicos lograron retroceder hasta una parte infinitesimal del primer segundo en la historia del Universo, el denominado tiempo de Planck: 10^-43 segundos (un cero seguido de una coma, 42 ceros y un uno). En aquel instante, el Universo que hoy conocemos no era más que una singularidad, un ente matemático; un punto extradenso de energía, infinitamente más pequeño que la cabeza de un alfiler, a una temperatura de billones y billones de grados centígrados. Un punto que lo era todo sin ser "nada" (realmente de Big tuvo muy poco el Bang); un punto a partir del cual se crearía tanto el espacio como el tiempo. Carece de sentido preguntarse, pues, por el "antes", porque antes de ese punto ni el tiempo mismo existía.

Es en ese primer segundo de vida de un Universo a punto de explotar cuando se separan las cuatro fuerzas fundamentales (nuclear fuerte, nuclear débil, electromagnética y gravitatoria) y aparece la materia en forma de partículas subatómicas: los quarks. Caprichos del azar, quién sabe, pudiendo haber permanecido en un estado puramente energético devino, sin embargo, en un universo tangible (materia y energía están relacionadas por la famosa ecuación de Einstein, E=mc²).

Seguimos en ese primer segundo del Universo temprano ─los cosmólogos hilan muy fino─, cuando comienza un período de expansión tremendamente acelerado: la inflación, teoría recientemente confirmada por la detección de las primeras ondas gravitacionales. La sopa de quarks extremadamente densa batalla violentamente entre materia y antimateria. Al final, vence la materia debido, al parecer, a la alta inestabilidad de la antimateria; se forman los bariones ─protones y neutrones─ por combinación de los quarks; aparece el campo de Higgs y, por consecuencia, las partículas adquieren masa. Ese es, a grandes rasgos, el guión del Principio.

La historia del Universo según el Fermilab (clic sobre la imagen para ampliar).

Expansión, enfriamiento y la formación de todo. Nuestro destino fijado en un solo segundo, el segundo primordial. Que por qué hay algo en lugar de nada o qué sentido tiene la aparición (o la existencia) de ese pequeño punto extremadamente denso y energético es algo que desconocemos. Lo ignoramos, pero de allí venimos.

De allí viene todo.

El Universo y su tamaño

Desde el mismo momento en que pensamos en el Universo como en un proceso de expansión que tiene su origen en el tiempo en un instante determinado, situado, según dicen las últimas estimaciones, 13.700 millones de años atrás, eso mismo nos estaría indicando que su tamaño debe ser también finito: increíblemente grande, o todo lo grande que queramos, pero finito.




De entre todas las "definiciones" del Universo que haya podido leer, quizá la que más me gusta, y probablemente también una de las más aceptadas, es aquella que lo describe escuetamente como un espacio autocontenido, ilimitado, finito y curvo.

Para hacernos una ligera idea podríamos pensar en términos de un esferoide como el que forma la superficie de nuestro planeta: está curvada, con un determinado radio de curvatura, y es finita, porque tiene un volumen calculable, pero al mismo tiempo carece de "fronteras" o límites materiales. Es decir, un observador que caminara por su superficie jamás llegaría a encontrarse el borde físico del planeta. Bastaría con extender esta representación tridimensional a un escenario de cuatro dimensiones, ya que ahora nuestro observador será capaz de moverse a través de las tres dimensiones espaciales y a través del tiempo, y habremos dado con una especie de Planeta Imaginario Universal: el Cosmos en sí.

Sobre la expansión del Universo y la Ley de Hubble.

Un último apunte antes de concluir: la expansión del Universo no debería entenderse como una serie de galaxias, cúmulos y supercúmulos alejándose cada vez más unas de otras según nos marca la Ley de Hubble. Eso implicaría que se mueven dentro de un espacio contenedor que por ende ya debía existir, y, nada más lejos de la realidad: es el propio espacio-tiempo entre galaxias el que va siendo creado con la expansión misma del Universo.

Para entenderlo mejor supongan que sobre un globo de goma, en principio sin inflar, marcamos una serie de puntos con rotulador a modo de galaxias. Una buena representación del proceso de expansión nos la daría la imagen del globo siendo hinchado: el espacio entre puntos aumenta conforme el aire va llenando el globo, y no sólo eso sino que además, cuanto más lejos están esos puntos (o galaxias), más rápido parecen alejarse de nosotros. Eso es precisamente lo que nos dice en su enunciado la anteriormente citada Ley de Hubble: la velocidad de recesión de las galaxias es directamente proporcional a la distancia que las separa de nosotros. Piensen un instante en la analogía del globo y ya verán qué rápido lo entienden.