H¨¢gase la luz

Hubo una edad oscura del universo. Si comparamos la edad actual del universo (13.700 millones de a?os) con la de una persona de 80 a?os, la edad oscura empez¨® cuando el cosmos era un beb¨¦ de un d¨ªa, y dur¨® hasta que el ni?o cumpli¨® un a?o. Este ¨²ltimo dato lo acabamos de conocer esta semana, gracias a un brillante experimento que puedes entender a fondo en Materia. Redondeando un poco, nuestro universo-persona se pas¨® a oscuras su primer a?o de vida.

La historia de la teor¨ªa del Big Bang anda cumpliendo un siglo en nuestros d¨ªas. Como tantas otras cosas en la f¨ªsica actual, arranca de la relatividad general, la gran teor¨ªa de la gravedad de Einstein (la materia le dice al espacio c¨®mo curvarse, el espacio le dice a la materia c¨®mo moverse, en la feliz met¨¢fora del f¨ªsico John Wheeler). Cuando escribi¨® sus ecuaciones, en 1915, Einstein pensaba, como todo el mundo, que el universo era est¨¢tico. Pero sus propias matem¨¢ticas le contradec¨ªan. Las ecuaciones, aplicadas al cosmos en su conjunto, predec¨ªan que el cosmos deb¨ªa estar en expansi¨®n o en contracci¨®n, como una pelota en un aro de baloncesto: la pelota debe entrar (universo en contracci¨®n) o salirse (universo en expansi¨®n); un universo est¨¢tico era tan improbable como que la pelota se quedara eternamente sobre el aro.

"Einstein pensaba, como todo el mundo, que el universo era est¨¢tico. Pero sus propias matem¨¢ticas le contradec¨ªan"

Fue un cura, el gran f¨ªsico belga Georges Lema?tre, quien propuso con claridad, bas¨¢ndose en las mismas ecuaciones de Einstein, que el universo estaba en expansi¨®n, y lleg¨® m¨¢s lejos a¨²n, extrapolando (hacia atr¨¢s en el tiempo) hasta un momento inicial en que todo el cosmos ocupaba un punto al que llam¨® ¡°¨¢tomo primordial¡±. La teor¨ªa del Big Bang. A partir de 1923, y bas¨¢ndose en las investigaciones seminales publicadas 15 a?os antes por Henrietta Leavitt, Edwin Hubble demostr¨® que el universo est¨¢ en expansi¨®n. El propio Lema?tre combin¨® esas evidencias emp¨ªricas con su an¨¢lisis de la relatividad general para publicar un trabajo brillante en 1927 que, la verdad sea dicha, apenas tuvo ning¨²n impacto. El paper definitivo de Hubble es de 1929. El resto es historia. Ralph Alpher y George Gamow predijeron en 1948 que un big bang tendr¨ªa que haber dejado una radiaci¨®n f¨®sil que deber¨ªa poder observarse en la actualidad, y Arno Penzias y Robert Wilson la observaron de hecho en 1965.

Hoy sabemos que a la deslumbrante explosi¨®n inicial sigui¨® una edad oscura, a partir de la formaci¨®n de los primeros ¨¢tomos de hidr¨®geno (en el primer d¨ªa de vida de nuestro beb¨¦), que absorbieron casi todos los fotones que hab¨ªa rodando por all¨ª, y que dur¨® hasta que el beb¨¦ cumpli¨® un a?o, cuando las nubes de hidr¨®geno se colapsaron bajo su propia atracci¨®n gravitatoria y las reacciones de fusi¨®n nuclear (dos ¨¢tomos de hidr¨®geno se funden en uno de helio y generan una gran cantidad de energ¨ªa) encendieron las primeras estrellas. Un viaje asombroso a los or¨ªgenes de nuestro mundo. Pura f¨ªsica.