Divulgación Big Bang

[Marina96424]

Hola,
He leído que el universo se creó con el Big Ban, que toda la materia estaba concentrada en una pequeñísima parte y explotó. Pues bien, no lo acabo de entender. Si el tiempo y el espacio se concentraban en una especie de "bolita" ¿Por dónde se iba a extender la materia si el espacio estaba dentro de esa pequeña parte, igual que el tiempo? Además, también he visto que el volumen era 0 y la densidad infinita... no lo acabo de entender ¿Me lo pueden explicar? Gracias
Saludos

[pod]

Re: Big Bang

La verdad es que esto se ha explicado varias veces en el foro. Usando las diversas opciones de búsqueda seguro que encuentras más información.

Un resumen viene a ser el siguiente. Nosotros observamos que la distancia entre dos supercúmulos de galaxias (scg, para abreviar) aumenta con el tiempo. Es decir, el universo se expande. Eso no quiere decir que los scg se estén moviendo, no, los scg están mas o menos quietos. Lo que pasa es que el espacio se expande.

Un ejemplo que suele ser útil es el de dos manchas en un globo. Estas manchas no se pueden mover están fijas en la goma. Sin embargo, si inflo el globo, parece que se separen.

Ahora bien, si ahora se expande, significa que antes la distancia entre dos scg era más pequeña. De hecho, si tiramos suficientemente atrás en el tiempo, la distancia entre dos scg sería cero. Eso es el big bang.

Fíjate que no es cierto que toda la materia estuviera concentrada en una región pequeña, o en una bola, o cualquier cosa de esas. El universo era igual de grande que ahora, sólo que la distancia métrica era muy pequeña.

Sin embargo, las leyes de la Física que conocemos hoy en día no son suficientemente precisas para explicar lo que pasaba justo en el instante cero. Solo valen a partir de un instante posterior (que conocemos como instante de Planck, que equivale a una fracción muy muy pequeña de segundo). Sin embargo, el espacio y el tiempo tal y como los conocemos vienen descrito por las leyes que conocemos; y como no serán validas en el universo tan primigenio, no podemos saber si el espacio y el tiempo eran iguales que ahora por aquél entonces. Hay muchos esfuerzos por encontrar teorías mejores que amplíen las que conocemos, para poder retroceder aún más en el tiempo. Pero aún no conocemos esas teorías, y por lo tanto no sabemos si el espacio y el tiempo funcionan como nosotros conocemos en esas condiciones tan extremas.

[Chacaritamanda]

Re: Big Bang

La verdad es que esto se ha explicado varias veces en el foro. Usando las diversas opciones de búsqueda seguro que encuentras más información.

Un resumen viene a ser el siguiente. Nosotros observamos que la distancia entre dos supercúmulos de galaxias (scg, para abreviar) aumenta con el tiempo. Es decir, el universo se expande. Eso no quiere decir que los scg se estén moviendo, no, los scg están mas o menos quietos. Lo que pasa es que el espacio se expande.

Un ejemplo que suele ser útil es el de dos manchas en un globo. Estas manchas no se pueden mover están fijas en la goma. Sin embargo, si inflo el globo, parece que se separen.

Ahora bien, si ahora se expande, significa que antes la distancia entre dos scg era más pequeña. De hecho, si tiramos suficientemente atrás en el tiempo, la distancia entre dos scg sería cero. Eso es el big bang.

Fíjate que no es cierto que toda la materia estuviera concentrada en una región pequeña, o en una bola, o cualquier cosa de esas. El universo era igual de grande que ahora, sólo que la distancia métrica era muy pequeña.

Sin embargo, las leyes de la Física que conocemos hoy en día no son suficientemente precisas para explicar lo que pasaba justo en el instante cero. Solo valen a partir de un instante posterior (que conocemos como instante de Planck, que equivale a una fracción muy muy pequeña de segundo). Sin embargo, el espacio y el tiempo tal y como los conocemos vienen descrito por las leyes que conocemos; y como no serán validas en el universo tan primigenio, no podemos saber si el espacio y el tiempo eran iguales que ahora por aquél entonces. Hay muchos esfuerzos por encontrar teorías mejores que amplíen las que conocemos, para poder retroceder aún más en el tiempo. Pero aún no conocemos esas teorías, y por lo tanto no sabemos si el espacio y el tiempo funcionan como nosotros conocemos en esas condiciones tan extremas.

Todas las ecuaciones fallan cuando se intenta saber como era el universo en t=0 ? A pesar de que fallen, se siguen haciendo intentos por conocer ese instante?

[Marina96424]

Re: Big Bang

¿Y desde cuándo existe el universo? ¿No ha podido estar existiendo SIEMPRE aunque haya ido evolucionando?

[Entro]

Re: Big Bang

Pues por lo que sabemos el nuestro tiene entre 15 y 13 mil millones de años...

[Marina96424]

Re: Big Bang

Y apareció de la nada ¿no? es muy raro

[Protones]

Re: Big Bang

Haber antes el universo era una singularidad espacio-tiempo de densidad infinita.

Nada surge de la nada, o de la nada, nada proviene es un principio que afirma que nada puede existir a partir de la nada.

[pod]

Re: Big Bang

Todas las ecuaciones fallan cuando se intenta saber como era el universo en t=0 ? A pesar de que fallen, se siguen haciendo intentos por conocer ese instante?

Sí. Existe un teorema (de Hawking) que demuestra que la relatividad general implica que el universo empezó en una singularidad. Por eso es necesario encontrar una teoría mejor que la relatividad general para la gravedad, una que sea capaz de explicar el universo sin singularidades. Sí, hay muchos esfuerzos en ello (teoría de cuerdas, bucles, etc), pero aún no está acabado.

Haber antes el universo era una singularidad espacio-tiempo de densidad infinita.

Las singularidades no existen. Cuando encontramos una singularidad, significa que la teoría que estamos utilizando falla y necesitamos una nueva. Hasta que no tengamos esa teoría nueva, no podemos saber que había antes del instante de Planck. De hecho, ni siquiera podemos saber si tiene sentido hablar de "antes" (porque no sabemos si esa teoría general contiene una coordenada similar a nuestro "tiempo").

[SeV7]

Re: Big Bang

Yo tengo otra pregunta, cuando se dibuja la tela del espacio-tiempo se representa con unas líneas que se cruzan y forman una maya, entonces si el universo está en expansión, ¿ las líneas se estiran o se crea más espacio?

[Chacaritamanda]

Re: Big Bang

Sí. Existe un teorema (de Hawking) que demuestra que la relatividad general implica que el universo empezó en una singularidad. Por eso es necesario encontrar una teoría mejor que la relatividad general para la gravedad, una que sea capaz de explicar el universo sin singularidades. Sí, hay muchos esfuerzos en ello (teoría de cuerdas, bucles, etc), pero aún no está acabado.



Las singularidades no existen. Cuando encontramos una singularidad, significa que la teoría que estamos utilizando falla y necesitamos una nueva. Hasta que no tengamos esa teoría nueva, no podemos saber que había antes del instante de Planck. De hecho, ni siquiera podemos saber si tiene sentido hablar de "antes" (porque no sabemos si esa teoría general contiene una coordenada similar a nuestro "tiempo").

Como que las singularidades no existen? Los agujeros negros no tienen una singularidad? Cuando toda la materia se comprime en un mismo punto y la densidad es infinita no se lo denomina "singularidad" ?

[Chacaritamanda]

Re: Big Bang

Y apareció de la nada ¿no? es muy raro

Esa pregunta me la hice muchas veces y no se puede contestar. Dale tiempo al tiempo, el tiempo nacio con el big bang, a medida que transcurre el tiempo vamos descubriendo nuevas teorias y pensamientos. La tecnologia avanza, y nuestro pensamiento tambien, aunque ahi en tu pregunta ya entran otras ramas que no son muy solidas que digamos. Igual ya llegamos muy lejos, no es poca cosa saber lo que pasaba en nuestro universo hace 14 mil millones de años, no? Es bastante, y con el tiempo sabremos mas y mas.

Un saludo marina

[Marina96424]

Re: Big Bang

Un cubo está en tres dimensiones, si lo "pasamos" a dos dimensiones quedaría un cuadrado (¿?); a una, una recta. Lo mismo pasaría con la esfera (tres dimensiones) dos es un círculo, en una es una curva. El universo (¿11 dimensiones?) pasado a dos dimensiones... ¿podría ser como una cinta de moebius? Así, si comenzamos a recorrerlo desde un punto... acabamos en el mismo punto ¿no? Perdonad si estoy diciendo una barbaridad

[pod]

Re: Big Bang

Yo tengo otra pregunta, cuando se dibuja la tela del espacio-tiempo se representa con unas líneas que se cruzan y forman una maya, entonces si el universo está en expansión, ¿ las líneas se estiran o se crea más espacio?

¿Dónde has visto esa cuadrícula? ¿En algún documental de la tele? Esa no es una forma habitual de representar el espacio-tiempo en textos científicos más o menos serios. Por lo tanto, tendrás que preguntarle a quien lo haya dibujado que significa cada línea y entonces te pondremos decir qué debe pasar con esas líneas durante la expansión.

Lo que sí te puedo decir es que no se crea más espacio. Los puntos del espacio existen desde el principio de los tiempos, ni se crean, ni se destruyen, ni se mueven. Simplemente, la distancia entre ellos aumenta.

Como que las singularidades no existen? Los agujeros negros no tienen una singularidad? Cuando toda la materia se comprime en un mismo punto y la densidad es infinita no se lo denomina "singularidad" ?

"Singularidad" es un término matemático. Físicamente, no significa nada. Si unas ecuaciones se convierten en singulares en una región del espacio, significa que no se pueden utilizar para saber lo que ocurre. Es decir, desarrollar una singularidad matemática es la forma en que las propias teorías nos avisan de que no sirven para describir esa situación. Necesitamos unas teorías más potentes que sean capaces de describir esa situación sin desarrollar singularidades.

Eso es lo que pasa tanto en el centro de los agujeros negros (las teorías actuales sí funcionan para explicar lo que pasa en el horizonte y en su interior; sólo fallan muy cerca del centro) y en el big bang (podemos retroceder hasta el tiempo de Planck, pero no hasta t=0). Para saber lo que pasa en esas situaciones, necesitamos desarrollar teorías nuevas. Hay mucho trabajo en ello y tenemos varios candidatos, pero de momento es trabajo en curso, sin terminar.

Y apareció de la nada ¿no? es muy raro

Como he dicho, las teorías actuales no son capaces de explicar lo que ocurría en el universo primigenio (antes del "instante de Planck"). Por lo tanto, no podemos responder a esa pregunta.

Sí que hay modelos nuevos que se están trabajando para responder a estas preguntas. Pero aún no están terminados ni confirmados, así que tenemos que coger con mucho cuidado lo que dicen, porque con el tiempo podemos darnos cuenta de que están equivocados. De todas formas, te avanzo que, en la mayoría de ellos, el universo no se crea de la nada.

Un cubo está en tres dimensiones, si lo "pasamos" a dos dimensiones quedaría un cuadrado (¿?); a una, una recta. Lo mismo pasaría con la esfera (tres dimensiones) dos es un círculo, en una es una curva. El universo (¿11 dimensiones?) pasado a dos dimensiones... ¿podría ser como una cinta de moebius? Así, si comenzamos a recorrerlo desde un punto... acabamos en el mismo punto ¿no? Perdonad si estoy diciendo una barbaridad

Esa pregunta no acaba de casar con el tema del hilo. Hazla en otro.

[SeV7]

Re: Big Bang

¿Dónde has visto esa cuadrícula? ¿En algún documental de la tele? Esa no es una forma habitual de representar el espacio-tiempo en textos científicos más o menos serios. Por lo tanto, tendrás que preguntarle a quien lo haya dibujado que significa cada línea y entonces te pondremos decir qué debe pasar con esas líneas durante la expansión.

Lo que sí te puedo decir es que no se crea más espacio. Los puntos del espacio existen desde el principio de los tiempos, ni se crean, ni se destruyen, ni se mueven. Simplemente, la distancia entre ellos aumenta.

El ejemplo que se suele hacer para explicar la expansión del universo es el de el globo que se infla y los puntos se separan, entonces ¿la distancia entre los puntos aumenta porque se estira el espacio? porque has dicho que ni se crea más espacio ni los puntos se mueven.
Es que todavía no me ha quedado muy claro esto.

[pod]

Re: Big Bang

El ejemplo que se suele hacer para explicar la expansión del universo es el de el globo que se infla y los puntos se separan, entonces ¿la distancia entre los puntos aumenta porque se estira el espacio? porque has dicho que ni se crea más espacio ni los puntos se mueven.
Es que todavía no me ha quedado muy claro esto.

Hay que diferenciar entre la posición relativa de dos puntos y la distancia entre ellos. Estamos acostumbrados a medir posiciones a partir de la distancia a unos ejes de referencia. Esto está bien, casi siempre funciona, pero no quiere decir que es la única forma que exista de hacerlo. Cualquier otro sistema de coordenadas sirve.

El problema de que estemos acostumbrados a asociar coordenadas con distancias es que acabamos creyendo que la distancia entre dos puntos fijos siempre es la misma. Pero la relatividad nos demuestra que no es así. A veces, la distancia entre dos puntos crece o disminuye sin que a esos puntos les pase nada. Es efecto de la curvatura. Por ejemplo, si coges una hoja de papel din A4 (el lado largo mide 297mm), tú puedes doblarlo de forma que dos extremos estén sólo a 20mm en linea recta. Pero un ser que viva en la hoja, no puede ir en línea recta, tiene que recorrer los 297mm. Esto se entiende fácil, es curvatura espacial únicamente, estamos acostumbrados a ella. Lo que hace más chunga la relatividad es que tenemos curvatura espacio-temporal.

Volviendo a la expansión, uno puede poner coordenadas a los puntos del universo de varias formas. Si seguimos con la manía de poner coordenadas que sean la distancia, entonces la coordenada de cada punto cambiará, porque la distancia cambia. Pero hay formas de poner coordenadas que no cambian con el tiempo, se llaman coordenadas comóbiles. Lo que pasa es que el número que define esa coordenada ya no es una distancia. Para calcular distancias, hay que hacer operaciones matemáticas con ellas (unas integrales), y si se hace, encontramos lo de antes: la distancia de dos puntos fijos aumenta con el tiempo.

¿Eso quiere decir que el espacio se estira? Pues no se, "estirar" sólo es una palabra. No se suele usar en este contexto, la verdad. Físicamente, lo que ocurre es que la distancia entre puntos fijos aumenta con el tiempo. Tan simple (y complicado) como eso.