El Big Bang y la temperatura del Universo temprano
Lo primero que necesito que entiendas es la relación entre temperatura y calor. En la vida cotidiana, cuando algo está muy caliente, como una olla sobre el fuego, lo que percibimos es la capacidad de intercambio de energía en forma de calor entre objetos a diferentes temperaturas. La temperatura nos indica la cantidad de energía calorífica que posee un objeto.
Todas las medidas de energía del Big Bang, tanto en forma de masa como de energía pura, como radiación, pueden asociarse con una temperatura según la física estadística.
En tu pregunta, mencionas cómo se pudo alcanzar la temperatura del Big Bang sin la presencia de estrellas. La respuesta es que no se necesitan estrellas para alcanzar esa temperatura, sino masa y energía. Estos surgieron a partir de pequeñas fluctuaciones en el vacío, dando origen a partículas, radiación y campos. Sin estos antecedentes, no podría haber existido una temperatura, ya que sin objetos no hay intercambio de energía en forma de calor.
Posteriormente, es importante cuestionarnos en qué estado se encuentran la materia y la radiación que surgieron. Estas pueden interpretarse en términos de energía, con partículas con masa, como quarks, y partículas sin masa, como fotones. La temperatura, en este contexto, es una medida de la energía presente y cómo esta se intercambia entre los elementos del Universo temprano.
En ese momento, la masa estaba muy comprimida. Puedes imaginarlo como cuando inflamos mucho una rueda de bicicleta con una bomba de aire, la temperatura aumenta. Antes de la explosión que dio origen al Big Bang, toda esa masa ocupaba un volumen muy pequeño y estaba acompañada de partículas sin masa y radiación en un espacio denso, lo que generó una temperatura elevada.
La temperatura en ese momento fue tan alta que nunca ha vuelto a alcanzar ese nivel, ya que las densidades de masa y energía nunca han vuelto a ser tan altas. Desde el Big Bang, el Universo ha seguido enfriándose y expandiéndose, liberando energía que mantenía unidas a las partículas. Este proceso ha generado energía térmica, evitando que el Universo se enfríe significativamente.
Ruth Lazkoz es física teórica e investigadora en la Universidad del País Vasco, especializada en cosmología, energía oscura y gravedad modificada.
Pregunta enviada por Eduardo Schweizer
Coordinación y redacción: Victoria Toro
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