Cosmología 101: El presente – Universe Today

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¡Bienvenido de nuevo! La última vez, discutimos los primeros momentos controvertidos y llenos de acontecimientos que siguieron al nacimiento de nuestro cosmos. Mirando a nuestro alrededor hoy, sabemos que en el lapso de unos pocos miles de millones de años, el universo se transformó de esa amalgama abrasadora de diminutas partículas elementales en una vasta y organizada extensión repleta de estructuras a gran escala. ¿Cómo sucede algo así?

Recapitulemos. Cuando lo dejamos, el universo era una sopa caótica de materia simple y radiación. Un fotón no podía viajar muy lejos sin chocar y ser absorbido por una partícula cargada, excitándola y luego siendo emitida, solo para volver a pasar por el ciclo. Después de unos tres minutos, la temperatura ambiente se había enfriado hasta tal punto que estas partículas cargadas (protones y electrones) podían comenzar a juntarse y formar núcleos estables.

Pero, a pesar de la caída de la temperatura, todavía estaba lo suficientemente caliente como para que estos núcleos comenzaran a combinarse en elementos más pesados. Durante los siguientes minutos, el universo cocinó varios isótopos de núcleos de hidrógeno, helio y litio en un proceso comúnmente conocido como nucleosíntesis del big bang. A medida que pasó el tiempo y el universo se expandió aún más, estos núcleos capturaron lentamente los electrones circundantes hasta que los átomos neutros dominaron el paisaje. Finalmente, después de unos 300.000 años, los fotones podrían viajar libremente por el universo sin que las partículas cargadas se interpusieran en su camino. La radiación cósmica de fondo de microondas que los astrónomos observan hoy en día es en realidad la luz reliquia de ese mismo momento, extendida en el tiempo debido a la expansión del universo.

Si observa una imagen del CMB (arriba), verá un patrón de parches de diferentes colores que representan anisotropías en la temperatura de fondo del cosmos. Estas diferencias de temperatura se derivaron originalmente de pequeñas fluctuaciones cuánticas que explotaron dramáticamente en el universo muy primitivo. Durante los siguientes cientos de millones de años, las regiones ligeramente sobredensas en el tejido del espacio-tiempo atrajeron más y más materia (tanto bariónica, del tipo de la que estamos hechos tú y yo, como oscura) bajo la influencia de la gravedad. Algunas regiones pequeñas eventualmente se volvieron tan calientes y densas que pudieron comenzar la fusión nuclear en sus núcleos; así, en una delicada danza entre la gravedad externa y la presión interna, nacieron las primeras estrellas. Luego, la gravedad continuó su atracción, arrastrando grupos de estrellas a galaxias y, más tarde, grupos de galaxias a grupos de galaxias. Algunas estrellas masivas colapsaron en agujeros negros. Otros se hicieron tan pesados ​​e hinchados que explotaron, arrojando pedazos de escombros ricos en metal en todas direcciones. Hace unos 4.700 millones de años, parte de este material entró en órbita alrededor de una estrella de secuencia principal sin pretensiones, creando planetas de todos los tamaños, formas y composiciones: ¡nuestro Sistema Solar!

Miles de millones de años de geología y evolución después, aquí estamos. Y ahí está el resto del universo. Es una historia bastante llamativa. Pero, ¿qué sigue? ¿Y cómo sabemos que toda esta teoría es casi correcta? ¡Asegúrate de volver la próxima vez para averiguarlo!