La temperatura del universo durante el Big Bang

La teoría del Big Bang del origen del universo es un resultado lógico del descubrimiento por el astrónomo Edwin Hubble de que el universo se está expandiendo. Si la expansión pudiera revertirse, el universo entero, en algún momento, se contraería en un solo punto en el espacio. Los científicos han deducido las condiciones y la temperatura del universo en un tiempo infinitamente cercano a esta singularidad basándose en observaciones del universo actual.

Una singularidad es una región del espacio-tiempo en la que la materia se aplasta tan estrechamente que las leyes gravitacionales explicadas por la relatividad general se rompen. en singularidad, el volumen del espacio es cero y su densidad es infinita. Otra forma de decir esto es que la curvatura del espacio-tiempo es infinita. Los científicos creen que existe una singularidad en el núcleo de un agujero negro, que ocurre cuando un sol supermasivo llega al final de su vida y se derrumba. La relatividad general también exige que tal singularidad exista al comienzo de un universo en expansión.

El Big Bang es el instante en que la singularidad primordial se convirtió en el universo. Con base en observaciones de objetos distantes y mediciones de la radiación de fondo cósmico, los científicos han deducido la temperatura en el momento del planck, que es de 10 millones de billones de billones de billonésimas de segundo. En ese instante, la temperatura era de 100 millones de billones de billones de Kelvin (180 millones de billones de billones de grados Fahrenheit). El universo experimentó un período de expansión acelerada que terminó mucho antes de que transcurriera un segundo. Para entonces, se había enfriado a una temperatura de 100 mil millones de Kelvin (180 mil millones de grados Fahrenheit).

Aproximadamente un segundo después del Big Bang, el universo era aproximadamente 400,000 veces más denso que el agua, y la temperatura era de 10 mil millones de grados Kelvin. La materia consistía principalmente en protones y neutrones. Después de 13.8 segundos, la temperatura había bajado a 3 mil millones de grados Kelvin, y tres minutos y 45 segundos después, había bajado a mil millones de grados Kelvin. En este punto, los neutrones y protones comenzaron a formar núcleos de helio. Los primeros átomos no se formaron hasta 700,000 años después del Big Bang. para entonces, la temperatura había bajado a varios miles de grados Kelvin, que era lo suficientemente fría como para que los protones y los electrones formaran átomos de hidrógeno.

Además del descubrimiento de Hubble de que el universo se está expandiendo, lo que condujo al desarrollo de la teoría del Big Bang en primer lugar, hay otras dos razones para aceptar la teoría. Una es que predice que el helio formado en el momento del Big Bang debería representar el 25 por ciento de la masa del universo, que es lo que observan los astrofísicos. el otro es que predice que la temperatura de la radiación de fondo cósmica, el resplandor del big bang, debería estar 3 grados por encima del cero absoluto, y las observaciones también lo han confirmado.