La teoria del Big Bang
La teoria més coneguda sobre l'origen de l'univers se centra en un cataclisme còsmic sense igual a la història: el Big Bang. Aquest model cosmològic en continua revisió, ha vist confirmades algunes de les seves hipòtesis amb la informació aportada pel telescopi James Web.
D'acord amb la teoria del Big Bang, l'univers fou originat per una singularitat d'infinita densitat. L'espai s'ha anat expandint al llarg del temps i els objectes s'han anat situant cada cop més lluny els uns dels altres.
Història de la teoria del big bang
El primer en formular aquesta idea va ser l'astrofísic i sacerdot belga George Lemaître, qui va suggerir als anys 20, que l'univers va començar a partir d'un únic àtom primigeni.
Als anys 50, el físic anglès Fred Hoyle en un programa de ràdio de la BBC, The Nature of Things, va parlar d'aquesta teoria de forma pejorativa, referint-se a ella com la teoria del Big Bang. Hoyle no explicava la teoria, sinó que se'n reia del concepte, car ell en proposava una altra, avui abandonada, la teoria de l'estat estacionari.
Aquesta idea va guanyar empenta més tard gràcies a Edwin Hubble (1924) qui va observar l'allunyament a gran velocitat d'altres galàxies en totes direccions respecte a la nostra posició, com si haguessin estat repel·lides per una antiga força explosiva.
El descobriment de la radiació còsmica de microones d'Arno Penzias i Robert Wilson va recolzar la teoria ja que es pensa que la brillantor de la radiació de fons de microones còsmiques, que es pot trobar a tot l'univers, és un romanent tangible de les restes de llum del Big Bang. La radiació és similar a la que es fa servir per transmetre senyals de televisió mitjançant antenes. Però és la radiació més antiga coneguda i pot guardar molts secrets sobre els primers moments de l'univers.
El terme big bang s'utilitza tant per a referir-se específicament al moment en què es va encetar l'expansió observable de l'Univers, com en un significat més general per a referir-se al paradigma cosmològic que explica l'origen i l'evolució del mateix univers.
En l'actualitat (2024) es considera que abans del Big Bang, la immensitat de l'univers, inclosa tota la seva matèria i radiació, estava comprimida en una massa densa i calenta a pocs mil·límetres de distància. Aquest estat gairebé inimaginable s'especula que va existir només una fracció del primer segon de temps.
Després del Big Bang
Els defensors del Big Bang suggereixen que fa uns 10.000 o 20.000 milions d'anys, una ona expansiva massiva va permetre que tota l'energia i les matèries conegudes de l'univers (fins i tot l'espai i el temps) sorgissin a partir d'alguna energia desconeguda.
La teoria del Big Bang manté que, en un instant (una trilioníssima part d'un segon) després del Big Bang, l'univers es va expandir amb una velocitat incomprensible des del seu origen de la mida d'un còdol a un abast astronòmic. L'expansió aparentment ha continuat, però molt més a poc a poc, durant els milers de milions d'anys següents.
Els científics no saben amb certesa la manera com l'univers va evolucionar després del Big Bang. Molts creuen que, a mesura que transcorria el temps i la matèria es refredava, van començar a formar-se tipus d'àtoms més diversos, i que finalment es van condensar en les estrelles i galàxies del nostre univers present.
Dins la hipòtesi del big bang, l'Univers té una edat finita. Alguns mètodes de datació de la Terra indicaven que era més vella que l'edat de l'Univers estimat a partir de la seva taxa d'expansió. Els models del tipus big bang tenien dificultats per causa d'aquestes observacions. Aquestes dificultats desaparegueren amb una nova avaluació més precisa de la taxa d'expansió de l'Univers.
Proves empíriques
Es consideren tres grans tipus de proves empíriques que donen suport a la teoria cosmològica del big bang:
- L'expansió de l'Univers que s'expressa en la llei de Hubble-Lemaître i que es pot apreciar en el desplaçament cap al vermell de les galàxies.
- Les mesures detallades de la radiació còsmica de fons.
- L'abundància d'elements lleugers, com s'exposa a la teoria de la nucleosíntesi del big bang.
A més, la funció de correlació de l'estructura a gran escala en l'Univers encaixa amb la teoria del big bang.
El telescopi espacial James Webb
Gràcies al telescopi espacial James Webb de la NASA (JWST), la comunitat científica pretèn obtenir més dades sobre l'origen de l'univers. Amb aquesta nova eina a l'espai, els astrònoms busquen a l'univers, tant a l'espai com al temps, coses mai vistes abans. Aquestes observacions van començar a donar els seus fruits l'any 2023 i han permès als científics saber-ne més sobre el passat de l'univers.
L'abril del 2023, l'Agència Espacial Europea va anunciar que ja tenien proves de set galàxies que serien les més antigues conegudes fins ara. Segons els astrònoms, aquestes formacions d'estrelles datarien de 650 milions d'anys després del Big Bang, això les converteix en les galàxies més primerenques que s'han pogut confirmar espectroscòpicament.
Galàxies primigènies
La llum d'algunes d'aquestes galàxies, albirades pel telescopi espacial James Webb, va travessar el cosmos durant uns 13.400 milions d'anys abans de xocar amb els miralls daurats del telescopi, revelant secrets sobre els primers dies de la història de l'univers. Almenys dues de les galàxies estan més allunyades que qualsevol altra observada fins a aquesta data, i el telescopi va detectar d'altres candidates en espera de confirmació.
Segons Jane Rigby, científica del projecte d'operacions del JWST:
"Estem veient com eren les galàxies en una època en què l'univers només tenia entre 300 i 400 milions d'anys". (1)
A primera vista, sembla que l'univers primitiu va ser més pròdig a la formació d'estrelles i galàxies del que els científics havien previst.
Segons Guido Roberts-Borsani, de la Universitat de Califòrnia a Los Angeles:
"Les galàxies en les quals estem trobant aquests desplaçaments al vermell són més nombroses del que esperàvem basant-nos en observacions anteriors, i també, aquests desplaçaments al vermell són més brillants del que esperàvem. Perquè això s'hagi produït, les galàxies van haver de començar a formar-se abans i més ràpid del que es pensava". (2)
Altres teories
A dia d'avui hi ha una gran varietat de teories sobre l'origen de l'univers:
- Una fluctuació del buit
- Un cicle amb períodes de contracció i expansió
- El principi antròpic
- La teoria de cordes del multiver
- El col·lapse de la matèria a l'interior d'un forat negre .
Fonts:
(1) Jane Rigby , científica del projecte d'operacions del JWST, conferència del 2022 a la Societat Astronòmica Americana, celebrada a Seattle (Estats Units).
(2) https://www.nationalgeographic.es/espacio/cual-fue-el-origen-del-universo
https://ca.wikipedia.org/wiki/Big_Bang