Hágase la luz

Hubo una edad oscura del universo. Si comparamos la edad actual del universo (13.700 millones de años) con la de una persona de 80 años, la edad oscura empezó cuando el cosmos era un bebé de un día, y duró hasta que el niño cumplió un año. Este último 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 pasó a oscuras su primer año de vida.

La historia de la teoría del Big Bang anda cumpliendo un siglo en nuestros días. Como tantas otras cosas en la física actual, arranca de la relatividad general, la gran teoría de la gravedad de Einstein (la materia le dice al espacio cómo curvarse, el espacio le dice a la materia cómo moverse, en la feliz metáfora del físico John Wheeler). Cuando escribió sus ecuaciones, en 1915, Einstein pensaba, como todo el mundo, que el universo era estático. Pero sus propias matemáticas le contradecían. Las ecuaciones, aplicadas al cosmos en su conjunto, predecían que el cosmos debía estar en expansión o en contracción, como una pelota en un aro de baloncesto: la pelota debe entrar (universo en contracción) o salirse (universo en expansión); un universo estático era tan improbable como que la pelota se quedara eternamente sobre el aro.

"Einstein pensaba, como todo el mundo, que el universo era estático. Pero sus propias matemáticas le contradecían"

Fue un cura, el gran físico belga Georges Lemaître, quien propuso con claridad, basándose en las mismas ecuaciones de Einstein, que el universo estaba en expansión, y llegó más lejos aún, extrapolando (hacia atrás en el tiempo) hasta un momento inicial en que todo el cosmos ocupaba un punto al que llamó “átomo primordial”. La teoría del Big Bang. A partir de 1923, y basándose en las investigaciones seminales publicadas 15 años antes por Henrietta Leavitt, Edwin Hubble demostró que el universo está en expansión. El propio Lemaître combinó esas evidencias empíricas con su análisis de la relatividad general para publicar un trabajo brillante en 1927 que, la verdad sea dicha, apenas tuvo ningún 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 tendría que haber dejado una radiación fósil que debería poder observarse en la actualidad, y Arno Penzias y Robert Wilson la observaron de hecho en 1965.

Hoy sabemos que a la deslumbrante explosión inicial siguió una edad oscura, a partir de la formación de los primeros átomos de hidrógeno (en el primer día de vida de nuestro bebé), que absorbieron casi todos los fotones que había rodando por allí, y que duró hasta que el bebé cumplió un año, cuando las nubes de hidrógeno se colapsaron bajo su propia atracción gravitatoria y las reacciones de fusión nuclear (dos átomos de hidrógeno se funden en uno de helio y generan una gran cantidad de energía) encendieron las primeras estrellas. Un viaje asombroso a los orígenes de nuestro mundo. Pura física.