El universo posee un inicio o una gran explosión para su extensión (Big Bang) y se habla de un final (Big Crunch). Pero ¿qué pasa en ese periodo entre los dos Big? ¿Cómo ha ido evolucionando el universo antes de la llegada del Gran Colapso? Son tantos los testimonios y averiguaciones referentes a estos hechos que surge lo que conocemos habitualmente como la Cosmología .
¿ Qué Es La Cosmología ?
La Cosmología es la ciencia que experimenta el origen y la evolución del Universo como un todo.
Teorías Y Evolución Histórica De La Cosmología
El desarrollo de la Cosmología no ha ido de la mano de la observación experimental, por ser esta en general muy compleja de efectuar, y sólo se usan ciertos hechos conocidos para dar argumentos de excelencia a una teoría increíble de demostrar prácticamente hasta sus últimos términos.
En este sentido, en la actualidad, la experimentación, principalmente las sondas enviadas al espacio y las radiaciones que del cosmos o del universo tanteamos en la Tierra, están induciendo una época dorada en la teoría cosmológica, y de nuevo los acontecimientos nos aventajan. Aún así, la humanidad está al tanto y razona aquella parte especulativa que sin duda, está relacionada a esta parte de la Física.
Podemos ubicar el inicio de la Cosmología occidental hace 2500 años, en la época griega. Se puede señalar que la primera gran teoría cosmológica, que permaneció hasta el Renacimiento, fue la amparada por Platón y, sobre todo, Aristóteles, con sus cuatro elementos, es decir, la tierra, el agua, el aire y el fuego.
Además de aquel movimiento perdurable y perfecto de los objetos celestes precisados en ocho esferas cristalinas rotantes, cuya materia era la denominada quinta esencia. Todo inducido por un Gran Hacedor, con la Tierra en el centro.
Asimismo, la duración de esta Cosmología Aristotélica también se puede exponer por las transformaciones ad hoc que hizo el astrónomo Claudio Ptolomeo para poder explicar las evidentes anomalías que se percibían en el movimiento de los astros (en especial la retracción de los planetas).
Por otro lado, no fue hasta el año 1543 cuando el modelo geocéntrico de Aristóteles fue transformado por el heliocéntrico del matemático polaco Nicolás Copérnico, que justamente el año de su muerte anunció su trabajo acerca de la revolución de las esferas celestes.
En este sentido, estas ideas se fueron consintiendo progresivamente y perfeccionando por astrónomos como el alemán Johannes Kepler hasta el nuevo Universo gravitacional del inglés Isaac Newton, que duró hasta que en el siglo XX Albert Einstein expresara su teoría de la Relatividad General.
Por último, en la etapa final de la Cosmología el discurso ha sufrido un cambio importante, es decir, el conocimiento del Universo a gran escala no podía apartarse del estudio de la física de lo más pequeño, era necesario que la Astronomía y la Física de Partículas fueran de la mano para construir cualquier teoría cosmológica.
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El Principio Cosmológico
El principio cosmológico, asevera que todos los observadores fundamentales observan la misma cosmohistoria. De igual forma, este principio es opuesto a los citados ‘’principios antrópicos’’, en donde nuestra perspectiva en el Universo sería privilegiada.
3 Datos Referentes Al Principio Cosmológico
Es fundamental conocer todo lo relacionado con estas observaciones para poder entender con mayor sencillez el principio cosmológico.
1. Consecuencias Directas
Una de las consecuencias directas del principio cosmológico es presumir la igualdad e isotropía del Universo a gran escala. Hay sospechas observacionales considerables de que la estructura del Universo presenta una extraordinaria semejanza de materia y radiación en escalas de 108 años luz.
2. Métrica de Robertson-Walker
El principio cosmológico también anuncia la geometría que debemos usar para medir distancias e intervalos temporales en esta escala, y para ello debemos hallar la métrica que rige esta geometría a gran escala.
3. ¿Cómo Obtener Los Cálculos?
Estos cálculos se fundamentan en la Relatividad General de Einstein, pero no hay que dejar a un lado que todo se funda a su vez en los trabajos de los grandes geómetras, y aparte de los del padre de la geometría, Euclides, los trabajos de las geometrías no euclideas de los alemanes Carl Friedrich Gauss y Bernhard Riemann, el húngaro János Bolyai y el ruso Nikolái Lobachevski, en el siglo XIX, fueron determinantes. Veamos pues cómo se deduce la métrica.
Por lo general se inicia del llamado postulado de Weyl que asume la semejanza del Universo como un sustrato o fluido perfecto en el cual las geodésicas son ortogonales a una familia de hipersuperficies de género espacio.
Es decir, se trabajará con lo que se conoce como coordenadas comóviles, que se precisan por medio de las caídas libres de los observadores esenciales, de forma que dos geodésicas no se intersecan menos en algún punto singular del pasado o del futuro.
Si los observadores fundamentales coinciden sus relojes cuando para todos ellos los parámetros cosmológicos tienen los mismos valores (temperatura, densidad media, presión, entre otros) el tiempo común efectivo es lo que se domina como tiempo cósmico t, que concretará las superficies de simultaneidad. Los bocetos de los parámetros vistos por los observadores primordiales es lo que llamamos cosmohistoria.
La Cosmología Y El Big Bang
A pesar de que el modelo del Big Bang o también conocido como la Gran Explosión, es un modelo teórico observacionalmente bastante vigoroso y generosamente aceptado entre la comunidad científica, existen algunos aspectos que sin embargo quedan por resolver.
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6 Estudios Fundamentales De La Relación Entre La Cosmología Y El Big Bang
Algunos de estos estudios son:
1. Desconocimiento Del Origen De La Cosmología
Se desconoce qué sucedió en los primeros tiempos luego del Big Bang. La respuesta se investiga mediante el estudio del universo temprano, una de cuyas metas es hallar la explicación a una posible unión de las cuatro fuerzas fundamentales. Estas son: la fuerza nuclear fuerte, la fuerza nuclear débil, la fuerza electromagnética y la fuerza más débil de las cuatro que es la conocida como gravitacional).
2. Desacierto De Un Modelo Definitivo
No existe un modelo definitivo de la creación de las estructuras actuales, a partir del Big Bang. La respuesta se busca mediante el estudio de la producción y evolución de las galaxias y el aumento cósmica.
3.Duda Sobre El Big Crunch
No se conoce cuál es el destino terminable del universo.
4. Materia Oscura Y Energía Oscura
Se rehúsa en su mayor parte la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura.
5. Partículas Elementales
En el momento posterior al Big Bang las partículas elementales surgieron, los quarks arriba en los protones y los quarks abajo en los neutrones, y no se sabe la proporción exacta entre protones y neutrones.
6. Constitución De Las Partículas Elementales
Las partículas elementales están creadas por dos quarks con la misma carga eléctrica, no se habrían podido acoplar gracias a la interacción electromagnética, es inútil acudir a la interacción nuclear fuerte.
Pues ésta solo tiene una trascendencia del tamaño máximo de un núcleo atómico e igualmente porque la interacción electromagnética tiene un alcance enorme y si el universo se amplió en un solo segundo cien octillones de veces, en este temporal lapso de tiempo la interacción nuclear fuerte no podría ensamblar la casi totalidad (si no es la totalidad) de los quarks.
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En conclusión, la Cosmología es una rama de la Física que posee muchas interrogantes, y a mi parecer, considero que aún quedan muchísimos estudios que aplicar para seguir nutriendo esta ciencia.