Teoría del Big Bang

En cosmología (estudio a gran escala de la estructura y la historia del Universo) se llama teoría del Big Bang o de la gran explosión a un modelo como parte de la teoría de la relatividad general, que describe el desarrollo del Universo temprano y su forma. Es decir, el Big Bang, constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la materia. Ésta, hasta ese momento, era un punto de densidad infinita, que en un momento dado "explotó" generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que hoy conocemos como nuestro Universo.

Inmediatamente después del momento de la "explosión", cada partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una de otra. La materia lanzada por la explosión está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones, etc.

Gamow planteó que los diversos elementos que hoy se observan se produjeron durante los primeros minutos después del Big Bang, cuando la temperatura extremadamente alta y la densidad del Universo fusionaron partículas subatómicas en los elementos químicos.

Según se expandía el Universo, la radiación residual del Big Bang continuó enfriándose, hasta llegar a una temperatura de unos 3 K (-270 °C). Estos vestigios de radiación de fondo de microondas fueron detectados por los radioastrónomos en 1965, proporcionando así lo que la mayoría de los astrónomos consideran la confirmación de la teoría del Big Bang.

Uno de los problemas sin resolver en el modelo del Universo en expansión es si éste es abierto o cerrado (esto es, si se expandirá indefinidamente o se volverá a contraer).

El LHC es uno de los trabajos que se han realizado últimamente para comprender mejor la teoría del Big Bang.

La materia oscura

En astrofísica y cosmología física se denomina materia oscura a la materia hipotética de composición desconocida, que no emite o refleja suficiente radiación electromagnética para ser observada directamente con los medios técnicos actuales pero cuya existencia puede inferirse a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias.

La determinación de la naturaleza de esta masa ausente es uno de los problemas más importantes de la cosmología moderna y la física de partículas, ya que sólo el 5% aproximadamente de la densidad de energía total en el Universo (inferido de los efectos gravitacionales) se puede observar directamente. Se piensa que entorno al 23% está compuesto de materia oscura. El 72% restante se piensa que consiste de energía oscura, un componente incluso más extraño, distribuido difusamente en el espacio.

Al analizar la rotación de galaxias o la dinámica de los cúmulos de galaxias, se observa que se comportan como si hubiera más gravedad de la que parece existir. Como de momento, y por lo que sabemos, la gravedad sólo puede estar causada por la materia, se deduce que en esas galaxias y en esos cúmulos, debe haber algún tipo de materia que, aunque no la vemos, ocasiona la gravedad que explica los movimientos de las estrellas dentro de las galaxias y los movimientos de las galaxias dentro de los cúmulos.

Se ha puesto de manifiesto que los nombres "materia oscura" y la "energía oscura" sirven principalmente como expresiones de nuestra ignorancia.