La línea de tiempo del Big Bang es básicamente una lista de tiempos relativos en los que ocurrieron los principales eventos en la historia del universo, según la colección de teorías, modelos e hipótesis que juntos forman lo que se llama la teoría del Big Bang.
El comienzo, cuando comenzó el tiempo, cuando t = 0, en realidad no es parte de la línea de tiempo del Big Bang (!), contrariamente a la creencia popular. Eso es porque las dos teorías de la física que están en el corazón de la teoría del Big Bang, la Relatividad General (GR) y el Modelo Estándar (de física de partículas; SM para abreviar), son mutuamente incompatibles, y esa incompatibilidad se vuelve tan intolerable que decir cualquier cosa sobre lo que sucedió en el primer segundo Planck (aproximadamente 10-43 segundo) no tiene sentido.
De hecho, cuanto más se acercan al régimen de Planck, cuando GR y SM son totalmente incompatibles, menos fiables son nuestras descripciones… pero los tiempos relativos son, sin embargo, bastante buenos.
En realidad, eso no es del todo cierto… lo que es relativamente seguro son las temperaturas; las fuerzas, la materia y la radiación interactúan de formas muy distintas, según la temperatura (y la presión o la densidad), pero la conversión de temperatura a tiempo depende de varios parámetros que no están tan bien definidos. Sin embargo, una vez que se estima la densidad de masa-energía promedio del universo actual, el reloj puede retroceder con cierta confianza (son ~ seis átomos de hidrógeno por metro cúbico, o alrededor de 7 x 10-27 kg/m33).
alrededor de las 10-35 segundos, se crearon leptones y bariones (la fuerza fuerte se convirtió en una fuerza distinta), y la inflación hizo que el universo se expandiera tanto que la parte que luego se convirtió en nuestro universo observable era plana (sin curvatura, en el sentido GR) e increíblemente suave ( con solo pequeñas variaciones en la densidad debido a los efectos cuánticos).
Alrededor de las 10-11 segundos, la fuerza electromagnética y débil se volvieron distintas.
Y alrededor de un microsegundo, el universo experimentó otro cambio de fase… ya no era un plasma de quarks-gluones, sino que se formaron hadrones (protones y neutrones).
Cuando t = 1 segundo (más o menos), las reacciones nucleares produjeron nucleidos ligeros, como el deuterio y el helio-3 (antes de este tiempo, el universo estaba demasiado caliente para que se formaran): la nucleosíntesis del Big Bang.
La primera parte del universo que todavía podemos ver, directamente, ocurrió cuando los electrones y protones (y otros núcleos) se combinaron para formar átomos de hidrógeno; esta es la era de la recombinación, y la vemos hoy como el fondo cósmico de microondas… y la gravedad se convirtió en la fuerza dominante (antes de esto era el electromagnetismo, el universo estaba ‘dominado por la radiación’, y antes de eso, en el momento de la nucleosíntesis, gobernaban las fuerzas fuertes y las débiles).
El resto, como dicen, es historia… la Edad Media (durante la cual se formaron las primeras estrellas), la era de la recombinación (cuando las estrellas y los cuásares ionizaron el hidrógeno difuso), la formación de galaxias… y luego, unos 13.400 millones de años después, ¡Observó los cielos y calculó la línea de tiempo!
Hay mucho material bueno en la web sobre la línea de tiempo de Big Bang; aquí hay algunos: John Baez (que siempre vale la pena leer) tiene una breve línea de tiempo, en términos de temperatura; hay uno más extenso de la Universidad de Wisconsin-Madison, y quizás el mejor, Una breve historia del universo (Universidad de Cambridge).
¿Quieres explorar más? Estos son algunos de los muchos artículos de Universe Today sobre la línea de tiempo del Big Bang: Cosmologists Look Back to Cosmic Dawn, A Star tan Old as the Universe, and Book Review: The Mystery of the Mission Antimatter.
Astronomy Cast tiene varios episodios para explorar, para aprender más sobre la línea de tiempo del Big Bang; aquí hay algunos: El Big Bang y el fondo cósmico de microondas, Inflacióny este programa de preguntas de 2009.
Fuentes:
http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_Big_Bang
http://www.damtp.cam.ac.uk/research/gr/public/bb_history.html
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