La teoria del big bang

1.- Introducció a la Cosmologia:

La teoria del Big Bang és la teoria cosmològica sobre l’origen de l’Univers més acceptada dins la comunitat científica actualment.
Per a parlar-ne, primer cal definir què és la cosmologia:

- Cosmologia: Branca de l’astronomia que té per objecte l’estudi de l’origen, l’evolució i l’estructura, a gran escala, de l’Univers.

L’objectiu de la cosmologia ésl’elaboració de models cosmològics, que són models fisicomatemàtics que permeten reproduir en termes simples l’evolució de l’Univers.
Molts dels models cosmològics deriven del desenvolupament de la relativitat general, teoria proposada per Einstein el 1915, ja que deixant de banda els aspectes matemàtics i físics d’aquesta teoria, es pot destacar el fet que implica un canvi enorme en la forma deconcebre l’espai- temps.

2.- La teoria del Big Bang:

Des que van aparèixer les primeres evidències de l’expansió de l’Univers, s’ha qüestionat quina en podria haver estat la causa. El 1931, G. Lemaître va idear la hipòtesi de l’àtom primitiu, segons la qual tota la matèria de l’Univers hauria estat, en un instant remot, concentrada en un volum molt petit, l’explosió del qual hauriadesencadenat l’expansió posterior. El 1932, Einstein i de Sitter van desenvolupar també un model basat en una explosió inicial. El 1940, G. Gamow va tornar a introduir la idea que l’Univers es va expandir a conseqüència d’una explosió inicial, datada en una època remota però finita. Aquesta hipòtesi conforma l’inici del model anomenat del Big Bang, que és anomenat model cosmològic estàndard per ser el mésacceptat dins la comunitat científica, com he exposat abans.

Així doncs, el Big Bang és el model cosmològic de l’Univers que considera que aquest s’ha expandit fins al seu estat actual a partir d’una condició inicial en la que existien unes condicions d’infinita densitat i temperatura.

Cal destacar que el terme “Big Bang” s’utilitza tant per referir-se específicament al moment en què es vainiciar l’expansió observable de l’Univers, com en un sentit més general per referir-se al model cosmològic que explica l’origen i l’evolució del mateix Univers.

3.- Com va sorgir la idea del Big Bang:

Als inicis del segle XX els astrònoms van observar que les ones dels espectres de la llum que arribaven de galàxies llunyanes tenien una longitud d’ona més llarga del que cabia esperar, ja queles línies dels espectres dels diferents elements químics no estaven al lloc on havien d’estar, sinó que semblaven desplaçades.
En estudiar aquest fenomen ràpidament el van relacionar amb l’efecte Doppler, que explica que si un objecte en moviment emet ones, aquestes ones és distorsionen. Si l’objecte s’acosta al receptor, l’ona adopta una longitud d’ona més curta: es comprimeix per dir-hod’alguna manera. En canvi, si l’emissor de les ones s’allunya del receptor, les ones adopten una longitud d’ona més llarga, és a dir que “s’estiren”.
Això explicava perquè la llum que es rebia de les galàxies tenia una longitud d’ona més llarga: les galàxies observades s’estaven allunyant de la nostra.
A més, utilitzant el principi de Copèrnic, que diu que observadors situats a qualsevol lloc del’Univers poden fer observacions similars, podem deduir que totes les galàxies s’allunyen les unes de les altres, i que per tant l’espai està en expansió.

Arrel d’aquesta conclusió es va començar a pensar que si l’espai s’expandia, volia dir que en el passat havia estat més comprimit, fins al punt en que en l’anomenat “principi” tota la matèria de l’Univers estava concentrada en una zona molt petita,una singularitat inicial, com es mostra en la següent imatge, que il·lustra l’inici i la posterior expansió de l’Univers en funció del temps:
[pic]

4.- La confirmació del Big Bang:

El 1964 es va descobrir que des de tots els punts de l’Univers arribava una radiació molt feble.
Com que aquesta radiació procedia de tots els punts de l’Univers la van anomenar radiació còsmica (per als...