Origen y evolución del Universo: la teoría de la Gran Explosión (Big Bang)
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¿De dónde viene todo lo que existe? Durante siglos la pregunta se respondió con mitos y filosofía. En el siglo XX la ciencia encontró pruebas de que el Universo tuvo un comienzo hace unos 13 800 millones de años y que desde entonces no ha dejado de expandirse: es la teoría de la Gran Explosión o Big Bang.
En tu libro: este tema está en las páginas 261 a 264 de Saberes y pensamiento científico. Segundo grado (SEP).
Qué dice la teoría
- Al principio, toda la materia y la energía estaban concentradas en un estado extremadamente denso y caliente.
- Hace unos 13 800 millones de años comenzó una expansión muy rápida. Al expandirse, el Universo se enfrió.
- En los primeros minutos se formaron las partículas subatómicas y los núcleos de hidrógeno y helio; unos 380 000 años después, los primeros átomos.
- La gravedad juntó el gas en nubes que formaron las primeras estrellas y galaxias. En el interior de las estrellas se fabricaron los elementos más pesados (el carbono, el oxígeno o el hierro que forman nuestro cuerpo).
Una aclaración importante: a pesar del nombre, no fue una explosión en un punto del espacio, como una bomba. Fue una expansión del espacio mismo: no hay un “centro” ni un “afuera” hacia donde se expanda.
Quién la propuso
- Georges Lemaître, sacerdote y físico belga, propuso en 1927 que el Universo se expande y, en 1931, que surgió de un “átomo primitivo”.
- George Gamow (1904-1968) y sus colaboradores la desarrollaron en los años cuarenta: explicaron cómo se formaron los primeros elementos y predijeron que debía quedar una radiación de fondo de aquel origen.
- El nombre Big Bang lo inventó, en tono burlón, el astrónomo Fred Hoyle, que defendía otra teoría.
Nota: el libro atribuye la teoría solo a Gamow, en 1940, y da una edad de 13 700 millones de años. Su primer proponente fue Lemaître, y las mediciones más recientes dan unos 13 800 millones de años.
Las pruebas
1. Las galaxias se alejan (Hubble)
Edwin Hubble demostró en los años veinte que las “nebulosas” espirales son galaxias enormes fuera de la nuestra, y en 1929 descubrió que casi todas se alejan, y más rápido cuanto más lejos están (ley de Hubble-Lemaître). Si las galaxias se separan, en el pasado estuvieron juntas.
Más tarde, Allan Sandage, con el gran telescopio del Monte Palomar (California), midió con más precisión la velocidad y la distancia de galaxias lejanas, y confirmó la expansión.
2. La radiación de fondo de microondas
En 1965, Arno Penzias y Robert Wilson detectaron por casualidad una débil radiación de microondas que llega de todas direcciones: es el “eco” del Big Bang que había predicho Gamow. El satélite COBE (lanzado en 1989) y después el WMAP y el Planck la midieron con gran detalle.
3. La abundancia de hidrógeno y helio
La teoría predice que el Universo debe estar formado por cerca de 75 % de hidrógeno y 25 % de helio, y eso es justo lo que se observa.
Nota: el libro ubica el Monte Palomar en Los Ángeles (está en el condado de San Diego) y dice que el COBE es de 1992 (se lanzó en 1989; en 1992 se anunciaron sus resultados principales).
El Gran Colisionador de Hadrones
En el CERN, cerca de Ginebra (Suiza), el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es un anillo de casi 27 km de circunferencia, a unos 100 m bajo tierra. En él, haces de protones viajan casi a la velocidad de la luz en sentidos opuestos y chocan. Cuatro detectores gigantes registran las partículas que se producen y recrean, a pequeña escala, las condiciones de energía de los primeros instantes del Universo. Ahí se descubrió en 2012 el bosón de Higgs.
¿Cómo terminará el Universo?
No se sabe con certeza. Hoy se sabe que la expansión se está acelerando, impulsada por algo que se llama energía oscura, por lo que la hipótesis más aceptada es que se expandirá para siempre y se irá enfriando. Otras hipótesis, como la de un Universo que se contrae y vuelve a empezar, se consideran hoy menos probables.
Comprueba lo aprendido
1. ¿Qué edad tiene el Universo según la teoría del Big Bang?
Unos 13 800 millones de años.
2. ¿Qué observó Hubble que apoya la teoría del Big Bang?
Que las galaxias se alejan unas de otras, y más rápido cuanto más lejos están: el Universo se expande.
3. ¿Qué es la radiación de fondo de microondas?
Una radiación débil que llega de todas direcciones; es el resto del calor del Universo primitivo, el “eco” del Big Bang.
4. ¿Por qué decimos que el Big Bang no fue una explosión “en” el espacio?
Porque lo que se expande es el propio espacio: no hay un centro ni un lugar vacío alrededor hacia donde salgan disparadas las cosas.
Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:
Ejercicios resueltos de la Tierra y el Universo
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Referencias
- Secretaría de Educación Pública (2025). Colección Sk’asolil. Saberes y pensamiento científico. Segundo grado. SEP, pp. 261-264.
- Hawking, S. (1988). Historia del tiempo. Crítica.
- Planck Collaboration (2020). Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 641.
