jueves, 3 de marzo de 2022

1º BACH .- COSMOLOGÍA MODERNA Y CONTEMPORÁNEA

 






La cosmovisión científica moderna

La cosmología de los antiguos fue sustituida en la Revolución Científica del siglo XVII por una nueva: la cosmología propia de la ciencia moderna. Esta nueva cosmología se basa en una nueva concepción de la materia y del movimiento que rompe totalmente con el pensamiento de los antiguos (la ocasión que hizo posible ese cambio de concepción de la materia y el movimiento fue la Revolución Astronómica Copernicana; por eso, la Revolución Copernicana puso en marcha la Revolución Científica, aunque Copérnico no era un científico moderno sino un astrónomo a la usanza antigua). Esta nueva teoría o concepción de la materia y el movimiento la conocemos con el nombre de “Teoría Corpuscular” (o “atomismo moderno”; no confundir este atomismo moderno que es la ontología de la ciencia moderna con la teoría química atómica de Dalton). La Teoría Corpuscular es una adaptación del atomismo antiguo de Demócrito a las leyes de la mecánica de Galileo y Descartes. ¿Quiénes fueron los creadores de la Teoría Corpuscular? Todos los grandes científicos del siglo XVII: Galileo, Descartes, Huygens, Boyle (Robert Boyle fue quien la formuló explícitamente), Pierre Gassendi y Newton.

Expliquemos seguidamente la teoría corpuscular:

Homogeneidad de la materia: la afirmación fundamental de esta teoría es la siguiente: a lo largo de toda la extensión del universo, la materia es cualitativamente homogénea (lo que quiere decir que todas las sustancias que hay en el universo, todos los tipos de cosas que existen, desde las rocas a los astros, por diferentes que sean, están hechas de un mismo tipo de materia y, por lo tanto, de una materia que obedece siempre unas mismas leyes; para los griegos, como por ejemplo Aristóteles, hay muchos tipos de sustancias hechas de muchos tipos de materia que por ser cualitativamente diferentes no pueden obedecer las mismas leyes: las leyes que determinan el movimiento de las sustancias celestes hechas de éter, tienen que ser distintas que las leyes que determinan el movimiento de los graves, de los cuerpos pesados, de las sustancias compuestas por tierra y agua). La homogeneidad de toda la materia que hay en el universo es lo que hará que la física (la mecánica) se convierta en la ciencia fundamental (en aquella que es presupuesta por todas las demás: química, geología, biología …).

Naturaleza corpuscular de la materia: La materia se presenta siempre en forma de corpúsculos, en forma de pequeñas partículas. Para algunos, esas partículas (Descartes) son siempre divisible, pero otros (Pierre Gassendi) defenderán que son indivisibles, que son átomos, partículas atómicas. Finalmente se impondrá la concepción atomista cuando Newton se decante por ella.

Por otro lado, todo lo que existe en el universo no es sino el resultado de la agregación, de la combinación de partículas.

3º Hablemos de las propiedades de las partículas: En principio, parecen ser muy heterogéneas y tener diferentes propiedades (color, temperatura …) pero de hecho son muy homogéneas, diferenciándose sólo por su forma, tamaño, movimiento y número. Es por ello que los físicos de la época (Galileo fue el primero en hacerlo) hablaban de dos tipos de cualidades:

A)     Cualidades primarias: son las únicas cualidades reales, las únicas que verdaderamente se dan en las cosas. Son propiedades mensurables (pueden ser medidas, son magnitudes) y gracias a ello, estas propiedades son inteligibles (se pueden llegar a conocer; ¿por qué se pueden llegar a conocer? Porque se pueden llegar a medir). Cualidades primarias son, como dijimos antes, la forma, el tamaño, el número y, finalmente, el movimiento (como veremos seguidamente, la física moderna, es decir, la mecánica, estudia exclusivamente la propiedad del movimiento, esta cualidad primaria).

B)     Cualidades secundarias: son las propiedades cualitativas de las cosas (colores, sonidos, sabores, olores, etc.). Estas cualidades, cualitativamente distintas entre sí pero no cuantificables, no mensurables, no son reales, objetivas (no son verdaderas propiedades de las partículas) sino propiedades subjetivas (estas propiedades son el efecto que producen las cosas en nuestros sentidos; son sensaciones, fenómenos psíquicos, fenómenos subjetivos).

La relevancia de las matemáticas: La distinción Cualidades primarias/secundarias se encuentra en primer lugar en Galileo Galilei y fue incorporada a la teoría corpuscular por Robert Boyle. El hecho de que las cualidades primarias sean las únicas reales y objetivas es lo que hace que la matemática sea la herramienta idónea para lograr describir (y explicar) la naturaleza (la materia y su movimiento).

La física moderna se constituirá por ello como la ciencia geométrica de la naturaleza (Galileo Galilei afirmaba que la naturaleza era como un gran libro, el Gran Libro de la Naturaleza, y que este libro estaba escrito en un particular idioma; quien lograse entender ese idioma, lograría entender lo que dicho libro dice; pues bien, ese idioma, esa lengua, es la matemática: el libro de la naturaleza está escrito en caracteres matemáticos).

El movimiento. De todas las propiedades de los cuerpos, la más importante es el movimiento. Justamente por ello, la física moderna es, más que la ciencia de la materia, la ciencia que estudia el movimiento de la materia. Pues bien, la concepción del movimiento de la ciencia moderna rompe totalmente con la concepción griega del movimiento. ¿Por qué? 1º Porque para la ciencia moderna no hay más movimiento que el movimiento en el espacio mientras que para los antiguos hay muchos tipos distintos de cambio. 2º Porque para los antiguos, el principio activo (la causa eficiente) del movimiento es interno a la materia, a los cuerpos, mientras que para los modernos el movimiento es el resultado de la acción de fuerzas motrices mecánicas, esto es, externas, sobre los cuerpos. Expliquemos estos dos puntos con mayor profundidad.

A)     Para los griegos existen cuatro tipos de movimientos, de cambios, y todos ellos son irreductibles entre sí (inconmensurables, es decir, no se pueden explicar unos en términos de los otros). ¿Qué cambios?

Cambio sustancial: el nacer y perecer de los seres (de las sustancias, de las cosas). Aquí incluían los griegos tanto el nacimiento/aparición de un nuevo ser vivo como el producto de una reacción química, como la sustancia que produce una reacción química, como por ejemplo la ceniza en la que se convierte un papel cuando lo hemos quemado.

Cambio cualitativo: la adquisición de una nueva propiedad por parte de un ser (ejemplo, el florecimiento de una planta o el amarillear de sus hojas en otoño).

Cambio cuantitativo: es el fenómeno del crecimiento, del cambio de tamaño (por ejemplo, una planta que crece o el fenómeno de dilatación de la materia).

Cambio local: el cambio de posición o lugar de un cuerpo.

          Decíamos que esos cuatro cambios para los griegos son irreductibles, inconmensurables (no se     puede explicar ninguno de ellos en términos de cualquier otro; por ejemplo, no se puede explicar el cambio sustancial en términos de cambio local). Además, de esos cuatro cambios, los más importantes son los dos primeros: el sustancial y el cualitativo. El cuarto, el cambio local, es prácticamente irrelevante. Pues bien, para la ciencia moderna, por el contrario, sólo existe el cambio local. Y entonces, ¿qué son los otros tres tipos de cambio? Los otros tres tipos de cambio que de hecho se dan (el cambio sustancial, cualitativo y cuantitativo) pueden ser reducidos y explicados en términos de cambio local.

B)     No a los principios activos: ya sabemos que, para los griegos, la clave de la comprensión del movimiento y cambio de los cuerpos reside en alguna clase de “cualidad oculta”. Estos principios activos internos (o potencias, poderes) eran denominados “la naturaleza de los seres” (ejemplo, una semilla germina dando lugar a una planta porque está en la naturaleza de las semillas, que no de las piedras, el poder, la potencia de germinar, de hacer nacer una planta; otro ejemplo, una piedra cae en virtud de su naturaleza de grave). Pues bien, el axioma fundamental de la física moderna es la negación de la existencia de principios activos internos a la materia. La materia es por ello inerte (inactiva) y el principio de inercia será el que establecerá la afirmación fundamental acerca del movimiento de la materia: la materia es inerte y, por lo tanto, no puede ponerse por sí misma en movimiento.

Como bien vemos, esta inercia es sólo inercia del reposo (no inercia del movimiento) y como tal inercia del reposo fue establecida por Kepler. Galileo fue el primero en defender que dicha inercia de los cuerpos no era sólo del reposo sino también del movimiento (si un cuerpo está en movimiento, permanecerá en ese estado de movimiento eternamente; eso significa que para que un cuerpo se mueva, no se requiere de un motor, de ninguna clase de principio activo interno). Sin embargo, Galileo no acertó en otro punto clave de este principio de inercia: la dirección del movimiento. Para Galileo, el movimiento inercial era circular (como el de los astros) cuando en realidad debe ser lineal, en línea recta.

Hablemos ahora de la inercia del movimiento. Quien formuló explícitamente el principio de inercia en su totalidad (inercia del reposo, del movimiento y movimiento rectilíneo) por primera vez fue Descartes. ¿Por qué es tan importante la inercia del movimiento? Porque rompe totalmente con la concepción del movimiento de los antiguos. Para los antiguos (por ejemplo Aristóteles), el movimiento no es un estado en el que se pueden encontrar los cuerpos sino el tránsito entre los dos estados en los que se puede encontrar un cuerpo: el ser en potencia y el ser en acto (ejemplo, el nacimiento de una planta es explicado en los siguientes términos: una semilla no es en acto una planta pero sí lo es en potencia, ya que una semilla y no una piedra es en potencia una planta; cuando esa potencia se actualiza, es decir, cuando la semilla germina, cuando deja de ser una semilla y comienza a ser una planta, es cuando se produce el movimiento; en este caso, el movimiento es el cambio sustancial: el germinar de la semilla es el tránsito que se da entre estos dos estados: ser en potencia planta y ser en acto planta).

Pues bien, para la ciencia moderna, el movimiento (en este caso el movimiento local) no es el tránsito entre el estado “ser en potencia” y el estado “ser en acto” sino que el movimiento, el mismo movimiento, es un estado (uno de los dos estados en los que se puede encontrar la materia: el estado de reposo y el estado de movimiento). El principio de inercia lo único que hace es reconocer la existencia de estos dos estados: cuando un cuerpo se encuentra en cualquiera de estos dos estados (sea en reposo o en movimiento) permanecerá en dicho estado (aunque originalmente, como ya vimos más arriba, “inercia” significaba “inactividad”, y por eso se hablaba sólo de la inercia del reposo, al aplicarse también al movimiento, el término “inercia” cambiará de significado pasando a significar “permanencia en un estado”, ya sea de reposo, ya sea de movimiento).

Para los griegos, el movimiento requería ser explicado y para que pueda producirse y, sobre todo, mantenerse y prolongarse, se requería de un motor. Si no hay motor, un móvil deja de moverse y permanece en reposo (por ello, por ejemplo, los cuerpos celestes tenían como motor interno una “inteligencia” que los movía). Para la ciencia moderna, por el contrario, el movimiento ya no requiere explicación pues un cuerpo se mueve no porque un motor lo mueva sino por inercia. Lo único que hay que explicar para la ciencia moderna es cómo se produce el cambio de estado (el paso del reposo al movimiento o del movimiento al reposo; la aceleración o la desaceleración; y finalmente, el cambio de dirección) porque para que tal cosa suceda sí que se requiere de un motor, de un agente, de una causa eficiente. Pues bien, la apuesta de la ciencia moderna es la siguiente: el motor, el agente, la causa eficiente del movimiento es un principio activo externo a los cuerpos (no interno como defendían los griegos): las fuerzas físicas, las fuerzas mecánicas, las fuerzas motrices (y no la naturaleza de los seres).

Nota adicional al principio de inercia – como bien sabemos, el principio de inercia establece que el movimiento es uniforme. Por ello, cualquier aceleración o desaceleración de un cuerpo será explicada por la intervención de una fuerza extrínseca. También sabemos que la inercia del movimiento lo es en línea recta. Pues bien, Galileo defendía aún que la inercia no era rectilínea sino circular manteniendo el prejuicio griego de que el movimiento circular es el más natural y perfecto. Descartes fue el primero en establecer que la inercia lo era de un movimiento rectilíneo, pero, de hecho, como su universo es un “plenum” (está lleno de materia y no hay vacío), el movimiento inercial de los cuerpos termina siendo circular (así explicaba el movimiento circular-elipsoidal planetario). Finalmente, fue Isaac Newton el primero en mantener que el movimiento inercial es siempre rectilíneo. Por ello es el movimiento circular (el de los planetas) el que debe ser explicado. Lo hizo postulando una fuerza centrípeta ejercida desde el sol: la atracción gravitatoria.

 

C)      Hablemos ahora de la teleología del movimiento. Si el movimiento no es el desenvolvimiento de la naturaleza de un ser, si el movimiento no tiene propósito porque es el resultado de la acción de fuerzas ciegas (las fuerzas mecánicas son ciegas porque en ellas no hay propósito, no hay meta, no hay fin), entonces, mantendrá la ciencia moderna, es que en el Universo no hay teleología. Y como ningún movimiento natural es teleológico, entonces el orden del Universo no es un orden teleológico (como defendían los filósofos griegos) sino un orden mecánico. Este mecanicismo universal es el que justifica el que la ciencia moderna ya no conciba el Universo como un gran organismo vivo (el organicismo de los griegos) sino como una máquina, como un mero mecanismo (el mecanicismo de los modernos). Para la ciencia moderna, todo lo que existe en el Universo, desde el más humilde corpúsculo de materia hasta el organismo vivo más complejo (como el cuerpo de los animales), incluso el cerebro de los hombres, es sólo una máquina y por lo tanto debe ser explicado en términos puramente mecánicos.

 

D)     Hablemos seguidamente de las fuerzas físicas, el verdadero, único y último principio activo causante del dinamismo, de la actividad universal. Para la ciencia moderna, sólo existen las fuerzas mecánicas que a partir de ahora serán las únicas fuerzas físicas (algunas escuelas de pensamiento griegas defendían la existencia de fuerzas vitales, de fuerzas vivas: las almas, el espíritu o pneuma, las inteligencias; esta concepción acerca de las fuerzas vivas era dominante aún en el Renacimiento y de ahí que dicha época fuese  un periodo de extraordinario desarrollo de la alquimia, de la magia y del ocultismo; en el renacimiento vivieron los últimos grandes magos como Paracelso, Nostradamus o Agrippa von Nettesheim que en aquel tiempo eran considerados como los sabios más ilustres de la época). ¿Qué son las fuerzas mecánicas? En principio, fuerzas motrices (fuerzas que producen un movimiento local) que se transmiten por contacto a través del choque (ejemplo: dos bolas de billar que chocan entre sí; las fuerzas mecánicas son aquel tipo de fuerzas características de las maquinas, las que producen el movimiento de sus piezas, engranajes y resortes y que se transmiten siempre por contacto):


-          En un primer momento (éste era el punto de vista defendido por Descartes), una fuerza mecánica sólo se puede transmitir por contacto (Descartes no hablaba siquiera de “fuerzas” sino de “transmisión del movimiento”. ¿Por qué? Porque nadie ha visto una fuerza y menos aún sabemos lo que una fuerza es; por eso Descartes prefería hablar de la transmisión de la cantidad del movimiento, movimiento que se conserva en su transmisión gracias al principio de inercia, y no de fuerzas. Será Newton el que introduzca la noción de fuerza en el ámbito del paradigma mecanicista de la época.


-          En un segundo momento, Newton postuló la existencia de fuerzas mecánicas que no actúan por contacto sino a distancia. Es el fenómeno de la atracción y repulsión de la que tenemos constancia desde siempre a través de un humilde fenómeno de la naturaleza: el magnetismo. A principios del siglo XVII, un astrónomo inglés llamado William Gilbert propuso la hipótesis de que la causa del movimiento planetario era la atracción que sobre ellos ejercía el sol que operaba como una especie de gran imán. Kepler hizo suya esta sugerencia para explicar el movimiento planetario. Sin embargo, Descartes (el gran inventor del paradigma mecanicista) la desechó por absurda: no pueden existir fuerzas que atraigan a distancia porque eso significaría la resurrección de de las “cualidades ocultas” de los antiguos, de la “naturaleza de los seres”, de los principios activos internos a la materia, del alma ínsita en el cuerpo, de los poderes mágicos, etc. Sin embargo, Newton hizo suya esa intuición y la elevó a la categoría de ley y teoría científica: la ley de la gravedad y la teoría de la gravitación universal. Para Newton, el motor del Universo es la fuerza de la gravedad, la atracción que a distancia se da de un modo instantáneo entre todos los cuerpos del Universo (como bien sabemos, esto se considera como el mayor descubrimiento del pensamiento científico de todos los tiempos y, por ello, su descubridor es estimado como el más grande científico de toda la historia).

 

Recapitulación final:

-          el principio de inercia quedó canónicamente enunciado en la 1º ley de Newton.

-          la consideración de que el mecanicismo universal es más que un mecanicismo del movimiento (Descartes), un mecanicismo de la fuerza (Newton) quedó canónicamente formulado en la 2º ley de Newton.

-          La consideración de que las fuerzas que actúan a distancia son las responsables del dinamismo entero del Universo quedó establecido en la enunciación de la principal ley física: la ley de la gravedad.

-          Además, dicha fuerza de la gravedad es una interacción tal como establece la 3º ley de Newton para la que la acción de una fuerza, sea por contacto o a distancia, produce siempre una reacción de la misma intensidad, pero de dirección contraria.

 

E)      Hablemos ahora, finalmente, de la última característica de la realidad física: el espacio. Desde Pierre Gassendi (Descartes también rechazó esta idea por absurda) se postula que el movimiento de las partículas se produce en el espacio, pero en un espacio vacío. ¿Qué es por lo tanto para Gassendi el espacio? Un receptáculo vacío en el que se encuentran y mueven los cuerpos. No es un cuerpo, pero tampoco una propiedad de los cuerpos. Entonces ¿Qué es? Según Gassendi, al espacio no se le pueden aplicar las categorías aristotélicas (no es ni una substancia, una cosa, ni un accidente, una propiedad de las substancias; Aristóteles afirmaba que el espacio, el “lugar”, era un accidente, una propiedad de las substancias).

 

Newton llegó a defender una concepción del espacio según la cual el espacio es absoluto (algo que entra en contradicción con el principio de relatividad del movimiento de Galileo). ¿Qué es el espacio absoluto para Newton? El “sensorio divino”, el sensorio de Dios (el sensorio, en la filosofía del siglo XVII, era el lugar donde interactuaban la materia y el espíritu). Para Newton, por lo tanto, el espacio absoluto (y el tiempo absoluto) es el lugar donde se produce la presencia de Dios en el Universo (las ideas físicas de Newton estaban muy influidas por las especulaciones teológicas de los platónicos de Cambridge que defendía de nuevo la vieja idea griega de la existencia de un Alma del Mundo, de la presencia en el Universo  de un espíritu que lo gobierna; para Newton, este espíritu es Dios mismo que se hace presente en el Universo en forma de espacio absoluto.


Pero bien, más allá del carácter hipotético de estas especulaciones metafísicas acerca de la naturaleza del espacio está la validez matemática de todas las leyes enunciadas por Newton y que eran corroboradas por la experiencia una y otra vez.


LA COSMOVISIÓN CIENTÍFICA CONTEMPORÁNEA

             La concepción actual del universo físico ha cambiado mucho en el último siglo y medio, pero sigue manteniendo vigentes los principios de la ciencia del siglo XVII y XVIII (es decir, la física actual es muy diferente a la de Newton pero esa diferencia es incomparablemente menor a la que existía entre Newton y los antiguos). 

¿Cuál es la idea más novedosa de la ciencia contemporánea? 

    La idea de que la realidad está evolucionando, la idea de evolución. La afirmación de que la realidad evoluciona se presento en primer lugar en el ámbito de las investigaciones de los naturalistas (el conde de Buffon) y las discusiones filosóficas del siglo XVIII (el filósofo que defendió la idea de evolución fue Denis Diderot, el director de la Enciclopedia). En el siglo XIX, la teoría de la evolución dejó de ser una mera especulación filosófica para convertirse en una teoría científica de la mano de la teoría de la evolución de las especies a través de la selección natural de Charles Darwin. La existencia de la evolución quedó probada en el ámbito de los seres vivos, en el mundo orgánico, en la biología. Habrá que esperar hasta el siglo XX para que la idea de evolución se extienda incluso al mundo físico. Tal cosa aconteció cuando en la década de los treinta del pasado siglo se formuló la Teoría de la evolución del Universo o Teoría del Big Bang.

             ¿Qué es la evolución? 

    La consideración de que la realidad misma se está transformando, está cambiando, evolucionando, haciéndose posible por ello la aparición de cosas nuevas, de cosas que previamente no existían (indudablemente, nos estamos refiriendo a la aparición de nuevas clases naturales, de nuevos tipos de cosas: nuevas especies de seres vivos como descubrió Darwin, nuevas partículas, nuevas fuerzas, nuevos elementos químicos, etc.). En este tema nos vamos a centrar en la evolución del universo físico, en la Teoría del Big Bang. 

¿Qué tenemos que saber de dicha teoría? 

En primer lugar, que esta teoría sólo se pudo desarrollar gracias a la previa aparición de la teoría relativista de Einstein y la mecánica cuántica. 

¿Qué cambios fundamentales introdujeron estos paradigmas físicos en nuestra comprensión científica de la realidad?

Mecánica relativista

-          Desarrolla el concepto de campo, un tipo de realidad física que no puede ser explicado en términos sustancialistas (es decir, en términos corpóreos, de cosas, de cuerpos) y que no se rige por las leyes de la mecánica clásica.

-          Parte de una concepción no euclediana del espacio.

-          Materia y energía son convertibles.

-          No existe una distinción cualitativa entre materia y campo.

-          Extiende el principio de relatividad del movimiento de galileo al tiempo, la longitud y la masa.

-          Las ecuaciones de Maxwell (que explican la estructura del campo) son invariantes en cualquier sistema de referencia).

Mecánica cuántica 

-          La estructura de la realidad es discontinua.

-          La materia tiene una constitución dual: algunos fenómenos han de ser explicados como si su estructura última estuviese compuesta de ondas, y otros como si estuviesen compuesta de partículas.

-          Las leyes que rigen los fenómenos cuánticos son de tipo estadístico (no por ignorancia nuestra sino por la propia naturaleza de la realidad cuántica que es indeterminista).

-          Ello implica que nunca podremos predecir el comportamiento individual de una partícula (indeterminismo).


La teoría del Big Bang

    En segundo lugar, la teoría sobre el origen del cosmos recibe el nombre de teoría del Big Bang y fue propuesta por el astrónomo americano Edwin Hubble. Según esta teoría, nuestro Universo (no el Universo) se originó hace 13.500 millones de años. 

¿Qué había en el principio? 

No había ni partículas ni interacciones. Toda la materia se encontraba bajo una forma infinitamente condensada y caliente. Ese estado es conocido como “singularidad original”.

 

            A partir de esta “singularidad inicial” se produjo una explosión (el Big Bang) y el Universo comenzó a 1º expandirse y 2º enfriarse (situación que continúa en la actualidad) creándose la materia y las cuatro fuerzas que rigen el Universo: gravedad, electromagnetismo, nuclear fuerte y nuclear débil.

             El Universo ha pasado por cinco eras:

 1º ERA CUÁNTICA (ENERGÉTICA) duraría desde t=0 s. hasta t= 10  elevado a -43 s. Ese instante es imposible de describir con las teorías actuales. Se supone que toda la materia se encontraba en forma de energía y las 4 fuerzas se encontraban agrupadas en una: la fuerza electronuclear gravitatoria.


 2º ERA HADRÓNICA (QUÁRKICO-PROTÓNICA): duró hasta t=10 elevado a -5 s. Se separan las 4 fuerzas elementales y se originan los hadrones (partículas pesadas constituidas por quarks):


a)   QURKICA:   a las 10 elevado a-12 s., la temperatura había descendido a los 10 elevado a 15 grados Kelvin. El Universo era una bola de gas de materia (quarks) y antimateria (antiquarks) que interaccionaban entre sí y con la radiación (los fotones). La materia y la antimateria interaccionaba entre sí aniquilándose mutuamente. Pero en esa interacción se formo una pequeña cantidad más de materia que de antimateria (por cada 1.000 millones de antiquarks se forman 1.001 millones de quarks). Esa pequeña proporción sobrante es la que constituye la materia actual del Universo.


b)    PROTÓNICA  A las 10 elevado a -5 s., el Universo se había enfriado lo suficiente para que actuase la fuerza nuclear fuerte sobre los quarks, dándose lugar a los hadrones (protones, neutrones, etc.) y sus correspondientes antipartículas.


 3º ERA LEPTÓNICA (ELECTRÓNICA): duró hasta t=10 s. Los fotones se transformaron en partículas sin masa, los leptones [2 fotones = 1 leptón (electrón) + 1 antileptón (positrón)], hasta que la temperatura descendió tanto que dejo de ocurrir.

La energía radiante (la radiación) actual del Universo (los electrones) procede de ese momento.


 4º ERA RADIACTIVA (ATÓMICA): duró hasta t=1 millón de años.


a)                   NUCLEOSIS -        Entre los 3 minutos y los 30 minutos ocurre la denominada “nucleosis original”. La temperatura desciende para que protones y neutrones se asocien formando los núcleos del hidrógeno. También se produce la fusión nuclear de éstos dando lugar a los núcleos de helio.


b)                       ÁTOMOS -    En el año 300.000, la temperatura descendió a 3.000 grados kelvin. En ese momento empezó a actuar la fuerza electromagnética que posibilitó la asociación de núcleos y electrones apareciendo los primeros átomos (los átomos de hidrógeno y helio).

     Radiación de fondo - Mientras los electrones estaban libres, la radiación (los fotones) interaccionaba con la materia y no podía escapar (el Universo era una especie de niebla cósmica). Pero en el momento en el que los electrones se asociaron a los núcleos, los fotones pudieron pasar a través de la materia sin chocar (interactuar) con ella. Esta radiación aún puede captarse en la actualidad. Es la famosa “radiación cósmica de fondo” detectada por Robert Wilson y Arzo Penzias en 1965 y que fue la primera gran prueba empírica de la validez de la hipótesis del Big Bang.

 5º ERA ESTELAR (GALÁCTICA): dura hasta la actualidad. Se formaron inmensas nebulosas de hidrógeno y helio. Comenzó a actuar la fuerza de la gravedad formándose las estrellas. Por efecto de la condensación del hidrógeno y el helio: 

    1º se forma una protoestrella; 

    2º el aumento de la densidad hará que choquen y colisionen los átomos aumentando la temperatura         hasta que la estrella se encienda; 

    3º en el interior de la estrella, por fusión termonuclear, se van formando todos los elementos                     químicos más pesados, es decir, todos los componentes químicos del Universo actual.


 Esta teoría del Big Bang plantea muchos problemas:

1º ¿se crea el tiempo con el Universo? ¿Qué había antes? ¿Tiene sentido preguntarse por un “antes”?

2º ¿es nuestro Universo el único que existe? ¿Hay otros Universos coexistiendo con éste?

3º ¿Ha nacido de un Universo previo?

4º ¿Por qué ha explotado la singularidad inicial? ¿Tiene algún sentido científico hablar de singularidades cuando la ciencia se caracteriza por descubrir regularidades, leyes?

 

 

 

 

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