¿Cuál fue el origen del universo?

Desde tiempos inmemoriales hemos tratado de conocer cómo se formó el universo. La respuesta más común se basa en la teoría del Big Bang, pero no es la única.

Por Redacción National Geographic
El Quinteto de Stephan, una agrupación visual de cinco galaxias, se muestra en la mayor imagen ...

El Quinteto de Stephan, una agrupación visual de cinco galaxias, se muestra en la mayor imagen de JWST hasta la fecha. Contiene más de 150 millones de píxeles y está construida a partir de casi mil archivos de imagen independientes. Esta nueva visión está proporcionando información sobre cómo las interacciones galácticas pueden haber impulsado la evolución de las galaxias en el universo temprano.

Fotografía de Image by NASA, ESA, CSA, and STScI

Este artículo se publicó el 5 de septiembre de 2010, se modificó el 24 de enero de 2024.

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La teoría más conocida sobre el origen del universo se centra en un cataclismo cósmico sin igual en la historia: el Big Bang. Esta teoría surgió de la observación del alejamiento a gran velocidad de otras galaxias respecto a la nuestra en todas direcciones, como si hubieran sido repelidas por una antigua fuerza explosiva.

Con el exitoso lanzamiento y despliegue del telescopio espacial James Webb la comunidad científica pretenden obtener más datos sobre el origen del universo. Con esta nueva herramienta en el espacio, los astrónomos pretenden buscar en el universo, tanto en el espacio como en el tiempo, cosas nunca vistas antes. Y en 2023, estas observaciones ya han dado sus frutos y permitido a los científicos saber más sobre el pasado del universo.

En abril de 2023, la Agencia Espacial Europea anunció que ya tenían pruebas de siete galaxias que serían más antiguas conocidas hasta la fecha. Según los astrónomos, estas formaciones de estrellas datarían de 650 millones de años después del Big Bang los que "las haría las galaxias más tempranas que se han podido confirmar espectroscópicamente".

¿Qué había antes del Big Bang?

Antes del Big Bang, según los científicos, la inmensidad del universo observable, incluida toda su materia y radiación, estaba comprimida en una masa densa y caliente a tan solo unos pocos milímetros de distancia. Este estado casi incomprensible se especula que existió tan sólo una fracción del primer segundo de tiempo.

Los defensores del Big Bang sugieren que hace unos 10 000 o 20 000 millones de años, una onda expansiva masiva permitió que toda la energía y materia conocidas del universo (incluso el espacio y el tiempo) surgieran a partir de algún tipo de energía desconocido.

La teoría mantiene que, en un instante (una trillonésima parte de un segundo) tras el Big Bang, el universo se expandió con una velocidad incomprensible desde su origen del tamaño de un guijarro a un alcance astronómico. La expansión aparentemente ha continuado, pero mucho más despacio, durante los siguientes miles de millones de años.

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Como ocurre con muchos otros misterios del cosmos, los científicos no pueden saber con exactitud el modo en que el universo evolucionó tras el Big Bang. Muchos creen que, a medida que transcurría el tiempo y la materia se enfriaba, comenzaron a formarse tipos de átomos más diversos, y que estos finalmente se condensaron en las estrellas y galaxias de nuestro universo presente.

Un sacerdote belga, de nombre George Lemaître, que vivía en Lovaina sugirió por primera vez la teoría del big bang en los años 20, cuando propuso que el universo comenzó a partir de un único átomo primigenio. Esta idea ganó empuje más tarde gracias a las observaciones de Edwin Hubble de las galaxias alejándose de nosotros a gran velocidad en todas direcciones, y a partir del descubrimiento de la radiación cósmica de microondas de Arno Penzias y Robert Wilson.

El brillo de la radiación de fondo de microondas cósmicas, que puede encontrarse en todo el universo, se piensa que es un remanente tangible de los restos de luz del Big Bang. La radiación es similar a la que se utiliza para transmitir señales de televisión mediante antenas. Pero se trata de la radiación más antigua conocida y puede guardar muchos secretos sobre los primeros momentos del universo.

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La teoría del Big Bang deja muchas preguntas importantes sin respuesta. Una es la causa original del mismo Big Bang. Se han propuesto muchas respuestas para abordar esta pregunta fundamental, pero ninguna ha sido probada, es más, una prueba adecuada de ellas supondría un reto formidable.

(Relacionado: ¿Qué podemos ver en las impresionantes imágenes a color del espacio tomadas por el James Webb?)

Una revolución en las teorías de los origenes del universo

Tras el despliege del telercopio espacial James Webb, los astrónomos han descubierto galaxias primigenias que podrían haberse formado antes y haber crecido más rápido de lo previsto.

La luz de algunas de estas galaxias, vislumbradas por el telescopio espacial James Webb de la NASA, atravesó el cosmos durante unos 13 400 millones de años antes de chocar con los espejos dorados del instrumento. Tras solo seis meses operativo, las observaciones del JWST ya desvelaron secretos sobre los primeros días de la historia galáctica. Al menos dos de las galaxias descubiertas por el JWST están más alejadas que cualquier otra observada hasta esa fecha, y el telescopio detectó otras intrigantes candidatas a la espera de confirmación.

"Estamos viendo cómo eran las galaxias en una época en la que el universo sólo tenía entre 300 y 400 millones de años", declaró Jane Rigby, científica del proyecto de operaciones del JWST, ante un auditorio abarrotado durante la reunión de invierno de 2022 de la Sociedad Astronómica Americana, celebrada en Seattle (Estados Unidos).

A primera vista, parece que el universo primitivo fue más pródigo en la cocción de estrellas y galaxias de lo que los científicos habían previsto.

"Las galaxias que estamos encontrando a esos desplazamientos al rojo son más numerosas de lo que esperábamos basándonos en observaciones anteriores, y también son más brillantes de lo que esperábamos a esos desplazamientos al rojo", escribe Guido Roberts-Borsani, de la Universidad de California en Los Ángeles, en un correo electrónico. "Para encajar en esta 'nueva' imagen, las galaxias tuvieron que empezar a formarse antes y más rápido de lo que se pensaba". 

(Relacionado: Así serían las galaxias más antiguas)

Otras teorías del origen del universo

Hace casi un siglo, Albert Einstein ya buscó alternativas al modelo del Big Bang porque un comienzo en el tiempo no le encajaba. A día de hoy hay una gran variedad de teorías sobre el origen del universo en la literatura científica. Desde una fluctuación del vacío , un ciclo con períodos de contracción y expansión, o que fue seleccionado por el principio antrópico, la teoría de cuerdas del multiverso o que emergió del colapso de la materia en el interior de un agujero negro.

"Nuestra comprensión de la realidad no es completa, ni mucho menos", dice el físico de la Universidad de Stanford (Estados Unidos) Andrei Linde. "La realidad existe independientemente de nosotros".

En 2014, un equipo internacional de científicos detectaron ondas gravitacionales, deformaciones espacio-tiempo provocadas por el Big Bang, que sugieren que vivimos en realidad en un multiuniverso, es decir, un universo con muchos universos. Estas ondas confirman, efectivamente, las teorías sobre la inflación cósmica, la expansión exponencial que se produjo una fracción de segundo después del de la gran explosión hace 13.800 millones de años.

Incluso, recientemente, el ex presidente del departamento de astronomía de la Universidad de Harvard, Avi Loeb, ha llevado hasta la revista Scientific American una teoría menos explorada: que nuestro universo pueda haber sido creado en por una civilización más avanzada que la nuestra. 

¿Qué hay más allá de los límites del universo observable? ¿Es posible que nuestro universo sea sólo uno de los muchos de un multiverso mucho mayor? Son preguntas que no parece que estemos cerca de poder responder, pero que sin lugar a dudas la humanidad intentará despejar.

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