Los 200 millones de años de la oscuridad más sorprendente del Universo

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Un poco antes incluso de que el tiempo empezase a avanzar, eso que conocemos como «universo» no solo no existía, sino que no podría existir. Ni había espacio para que algo así ocurriese, como tampoco había tiempo o materia para su formación. Había, si es que esa es la palabra apropiada, un maravilloso vacío situado en medio de ninguna parte.

Es en este vacío en el que, en algún momento de hace unos 13.000 millones de años, apareció un punto que obligó a ese vacío a replegarse mientras se expandía, y lo hizo del modo más curioso. Todos damos por sentado que el universo es algo estático, pero lo cierto es que cambió. Hubo un tiempo en que la luz, la materia, e incluso la gravedad, no existían.

El vacío anterior al Big Bang

Imaginarse el vacío resulta imposible, y ha levantado más de un dolor de cabeza. Por un lado, sabemos que antes del Big Bang no hubo nada, y por otro tenemos que dar nombre a esa nada. Se ha elegido la palabra vacío, pero esta es confusa, dado que el vacío al que nos referimos no es que no tenga materia. ¡Es que no tiene ni tiempo ni espacio!

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Imaginar el vacío del espacio como algo realmente vacío es un error, dado que solo está vacío de materia (y no del todo). Todavía hay tiempo y espacio en su interior. Fuente: ModelsOfGravity.org

Este vacío no se parece al que científicos e ingenieros tratan de lograr en alguna de sus máquinas. Antes del Big Bang, incluso podríamos dudar de si ese vacío debe llevar el nombre de nada, porque eso es todo lo que hubo. Y en medio de esta ninguna parte y ningún momento, se expandió hace 13.000 millones de años nuestro universo.

Una Gran Explosión (que no fue ni lo uno ni lo otro)

Eso es lo que significa Big Bang, Gran Explosión. Y sin embargo hay consenso científico en que ni fue una explosión como tal ni puede denominarse como grande. Lo que ocurrió fue que toda la materia-energía que existe hoy en el universo surgió de un único punto del espacio. Obviamente, es demasiada cantidad de energía como para estar recluida a un único punto.

Debemos comprender lo siguiente: ese punto es todo lo que existía. A su alrededor (si es que se le puede llamar así) no había absolutamente nada. La RAE define explosión como una «liberación brusca de energía que produce un incremento rápido de la presión, con desprendimiento de calor, luz y gases, y va acompañada de estruendo y rotura violenta del cuerpo que la contiene».

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Imágenes como estas están todas mal porque (1) por aquél entonces no existía la luz, (2) dentro del universo la energía estaba demasiado compactada como para hacer fotos, y (3) no existía un fuera del universo desde el que contemplar nada. Fuente: Gerd Altmann.

Con el Big Bang esto no fue ni remotamente así, salvo por lo de la energía. De hecho, nunca ha existido mayor temperatura y presión que en ese primer momento primordial hace unos 13.798 millones de años, y luego no ha hecho sino disminuir. En apenas una fracción de tiempo, el espacio en sí no tuvo otro remedio que expandirse para contrarrestar toda aquella presión.

El nacimiento de la gravedad, el electromagnetismo, y las otras fuerzas

Apenas 1043 segundos después del nacimiento del universo (a este tiempo se le conoce como «Tiempo de Plank») surge la gravedad. Es destacable el hecho de que antes no existía. De hecho, durante un tiempo no existe ninguna de las cuatro fuerzas:

  • Gravedad: surge a los 1043 segundos tras el Big Bang
  • Fuerza fuerte: 1036 segundos
  • Fuerza electromagnética: 1010 segundos
  • Fuerza débil: 1010 segundos

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En la imagen, otra representación errónea de la expansión del universo. Esta vez, con una “cámara” fuera del universo. Fuente: livestream.com/banttancanli

Por lo que sabemos, son estas cuatro fuerzas las que gobiernan el universo, de modo que es importante destacar que hubo un tiempo en el que el lugar donde habitamos no tenía reglas. Es más, ¡hubo un tiempo en que ni siquiera hubo átomos y otras partículas!

El nacimiento de los átomos y la era de la oscuridad

Hasta 1034 segundos tras el Big Bang ni siquiera había materia propiamente dicha. Todo era energía increíblemente compactada, e incluso hablar de energía es un error de base. Lo propio sería decir que el universo recién nacido vibraba a alta velocidad, o que estaba compuesto de radiación pura. Además en plena tiniebla.

Aunque estamos acostumbrados a que algo caliente y energético esté al rojo y brille (como el Sol), los fotones tardaron bastante en aparecer por el universo, de modo que aunque hubiese alguien mirando, no podría llegar a ver nada.

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Una imagen más sin sentido si representa el Big Bang, esta vez con fuego. El fuego es resultado de la combustión, y pasarían millones de años antes de que tal cosa ocurriese en alguna parte del universo. Fuente: Gerd Altmann

Y fue pasados esos 1034 segundos que los quarks, leptones, fotones y neutrinos empiezan a fluir por el universo. Son partículas pequeñas, todas ellas con poca masa, y viajan a altas velocidades. Ahora se cuestiona si fue la primera onda de todas estas partículas las que hizo expandirse el tejido del espacio-tiempo con su avance, o bien este existía y ellas solo lo ocuparon.

Tanto si resulta ser lo primero como lo segundo, lo cierto es que los primeros protones y neutrones no llegarían hasta 106 segundos tras la Gran Explosión, y que tendrían que pasar aún tres minutos antes de que estos se uniesen para formar núcleos (núcleos, no átomos) de hidrógeno, helio y litio. Pasarían millones de años antes de que al siguiente elemento, el berilio, se le viese la cara.

Estos núcleos atómicos tenían electrones corriendo a su alrededor, pero ninguno acababa por caer en su interior hasta 500.000 años tras el Big Bang. Hasta entonces, el universo estaba tan compactado que su interior podría ser considerado casi sólido, y los electrones y otras partículas corrían entre los núcleos atómicos como hoy los electrones recorren el cobre.

El doble de tiempo después, hacia 1.000.000 de años tras la Gran Explosión, la materia empieza a gravitar en torno a sí misma, lo que es todo un detalle por su parte. Todavía no hay nada de luz porque no hay nada que la emita, pero si alguien pudiese colocar un LED allí, sería capaz de ver dónde está.

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El universo estuvo entre 200 y 300 millones de años sin ningún tipo de luz.

Entre 200 y 300 millones de años tras el Big Bang (no hay consenso), la presión sobre los tres elementos de antes empiezan a formar las estrellas y las galaxias. A mayor presión, más brillan. Ya se puede ver en el universo, algo que ayuda mucho a orientarse. Hasta entonces no existía nada más que nubes de hidrógeno, y ahora empieza a haber estrellas.

Entre 1.000 y 5.000 millones de años tras la formación del universo, la primera estrella explota en forma de supernova, creando elementos más pesados, como el carbono y el nitrógeno. Los mismos que hoy usan tus células para vivir y los planetas para constituirse. Antes de eso, la vida hubiese sido imposible, ¡el oxígeno ni siquiera existía!

Nota: debido al ritmo al que avanza la ciencia, es posible que estos datos pronto queden obsoletos, o que se vean ligeramente modificados. Hasta ahora, el consenso científico es el orden en que ocurrieron los hechos que dieron lugar al universo. Los datos han sido extraídos en su mayoría del libro The Friendly Guide to the Universe, de Nancy Hathaway.

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