Hace aproximadamente 14 mil millones de años, estalló un pequeño punto de calor y densidad extremos en una gran explosión, lo que condujo a la creación de entre 100 y 2 billones de galaxias, una de ellas es nuestro planeta natal.
Los investigadores estiman la edad del universo utilizando una variedad de parámetros cosmológicos, incluido el seguimiento de la luz distante, observar estrellas antiguas y analizar la materia normal, la materia oscura y la energía oscura.
Avi loebProfesor de Ciencias y Director Fundador de Harvard’s Iniciativa de agujeros negrosexplica que, aunque gran parte del universo sigue siendo un misterio, los investigadores recurren a lo que se sabe sobre el cosmos para determinar su edad. El modelo Lambda Cold Dark Matter (λCDM) representa la constante cosmológica, un término en la teoría de la relatividad general de Albert Einstein que explica la aceleración de la expansión del universo.
Pero para comprender cómo ha envejecido el universo, primero debemos rebobinar el reloj de tiempo mil millones de años cuando comenzó.
El universo comenzó con un “Big Bang”
Hace miles de millones de años, el universo se condensó en un punto más pequeño que un solo átomo que finalmente se calentó más y más denso, lo que llevó a una explosión masiva conocida como Big Bang. Esta explosión creó la materia y la expandió al universo, enfriando y cambiando su energía con el tiempo para formar galaxias, estrellas, lunas, soles y planetas como el nuestro.
Parte de este calor, o radiación, que llenó el universo después de que el Big Bang todavía se detecte en nuestro universo hoy.
Leer más: ¿Cómo comenzó el universo?
La luz visible más antigua del universo
Según el Centro de Astrofísica de Harvard & Smithsoniandurante los primeros 380,000 años después del Big Bang, el universo fue una “sopa caliente de partículas y fotones, demasiado densa para que la luz viaja muy lejos”. A medida que el universo se expandió y se enfrió, esta “niebla” de electrones y protones de movimiento libre finalmente se despejaron, permitiendo que la luz viajara. Esta radiación de reliquia, o calor, se conoce como fondo de microondas cósmico (CMB): un brillo residual débil que representa la luz más antigua que los humanos pueden observar.
CMB parece ser altamente uniforme, lo que significa que observar fluctuaciones y cambios sutiles ayuda a los científicos a comprender cómo se formaron galaxias durante miles de millones de años.
“Al analizar esas fluctuaciones, es como una piedra de Rosetta. Al leerlas, podemos inferir los parámetros del universo”, dice Loeb, y agrega que cuando se combinan con otros parámetros cosmológicos y la teoría de Einstein de la relatividad general, estas fluctuaciones permiten que los investigadores describan la evolución del universo.
“La conclusión es que podemos ajustar los parámetros del universo y obtener una estimación de la edad del universo hoy. Al analizar las fluctuaciones en el fondo de microondas cósmico utilizando física, basada en la relatividad general y la dinámica de la radiación y la materia en esos primeros tiempos, para calcular cuánto fue hace mucho tiempo”, dice Loeb.
Si bien el CMB representa la luz más temprana que podemos observar, el horizonte cósmico es el límite del universo observable, lo que permite a los científicos determinar la distancia y la edad de un objeto cósmico.
Nuestro sistema solar y tierra se formaron en el último tercio de la historia cósmica. Lejos de nuestra propia casa celestial hay una gran mayoría de 200 mil millones de billones de estrellas. (Eso es 200,000,000,000,000,000,000,000, para el registro).
La edad del universo comienza con estrellas antiguas
Las estrellas más antiguas del universo están cerca de la edad estimada actual del universo, de 13.8 mil millones de años, cuando se formaron las primeras estrellas.
“Podemos usar las estrellas más antiguas como cronómetros, como relojes que miden cuánto tiempo ha transcurrido como una distancia dada de nosotros”, dice Loeb.
A principios de este año, el telescopio espacial James Webb de la NASA observado Una de las galaxias más antiguas que apareció 330 millones de años después del Big Bang
“El límite inferior es la edad de las estrellas más antiguas, porque no se puede tener componentes del universo que sean más antiguos que el universo en sí, eso es imposible”, dice Loeb. “Es como tener hijos mayores que sus padres”.
El “Estrella de Matusela“Catalogada por la NASA como HD 140283, generalmente se considera la estrella más antigua del universo, con estimaciones que lo ponen tan antiguas como 14.5 mil millones de años, más o menos, lo que la pone a la misma edad que el universo. Esta discrepancia en el envejecimiento de una estrella en comparación con el universo está influenciada en parte por cuán poco es conocido sobre nuestro universo.
Gran parte del universo está indefinido e inalcanzado
La gran mayoría de la composición del universo es desconocida para los científicos de hoy.
Solo el 5 por ciento del presupuesto masivo del universo es una materia ordinaria que constituye todo lo que podemos ver, como estrellas y galaxias. La materia oscura, que interactúa gravitacionalmente, constituye alrededor del 27 por ciento, mientras que la energía oscura, una fuerza misteriosa que impulsa la expansión del universo, comprende alrededor del 65 por ciento.
Los dos últimos, la materia oscura y la energía oscura, no están descritas en gran medida.
“Todo lo que sabemos es que existe, y sabemos que existe porque afecta la gravedad. No la vemos, no interactúa con la luz, por lo que la llamamos materia oscura, pero no sabemos qué es”, dice Loeb, y agrega que esta materia podría estar hecha de partículas que no interactúan con agujeros negros o incluso pequeños.
No es sorprendente encontrar tanta materia oscura porque el universo temprano tenía condiciones que eran muy extremas. Durante el Big Bang, las temperaturas y las densidades fueron extremadamente altas, lo que significa que podría haber habido procesos físicos que produjeron partículas no compensables hoy. Dark Matter se grupos, que proporcionan “reliquias” que insinúan nuestra comprensión del comienzo del universo.
“Es como ir a una fiesta y ves a la gente agruparse: te das cuenta de que debe haber una celebridad a su alrededor porque de lo contrario, ¿por qué estas personas se agruparían? Tienes una materia oscura que hace que la materia ordinaria se agrupe debido a su gravedad, pero no podemos verlo directamente. Solo vemos el efecto de que [dark matter] tiene a través de la gravedad en la materia ordinaria ”, dice Loeb.
La energía oscura no se agrupa pero es uniforme. En su interpretación más simple, la energía oscura es un vacío que tiene una masa por unidad de volumen fija con la misma densidad de energía.
El Instrumento espectroscópico de energía oscura Examina la energía oscura del universo para complementar la comprensión del fondo de microondas cósmico. Usando esta información, Desi combina otros datos para validar aún más el hallazgo de que el universo tiene aproximadamente 13.8 mil millones de años.
¿Morirá el universo algún día?
Para Loeb, la pregunta más interesante no es cuántos años tiene el universo, sino si morirá.
“¿Habrá un fin para el universo?” Él pregunta. “Puedo decirte cuál es mi edad, pero de mayor preocupación para mí es cuánto tiempo me queda. Esa es una pregunta completamente diferente”.
Suponiendo lo que se sabe actualmente sobre nuestro universo, Loeb dice que no parece que el universo decaerá, sino que continuará acelerando para siempre, dejando la tierra en la oscuridad a medida que las galaxias distantes salgan de nuestro horizonte cósmico.
“Nos quedaremos solos en un lugar oscuro, en un espacio vacío, si asume que los componentes que tenemos en este momento no cambiarán su naturaleza”, dice Loeb.
Por otra parte, en el campo de la física teórica, todo es posible.
Leer más: Las ondas de sonido del Big Bang sugieren que la tierra está sentada dentro de un vacío
Fuentes de artículos
Nuestros escritores en Discovermagazine.com Use estudios revisados por pares y fuentes de alta calidad para nuestros artículos, y nuestros editores revisan para obtener precisión científica y estándares editoriales. Revise las fuentes utilizadas a continuación para este artículo:
Los informes de Madison se centran en los problemas marinos y ambientales, el cambio climático y los nuevos descubrimientos científicos relacionados con la salud y la tecnología. Criada en una isla en el sureste de Alaska, Madison ahora tiene su sede en el oeste de Montana. Su escritura ha aparecido en Time, Snopes, Business Insider, Mountain Journal, Ecowatch y Alaska Magazine, entre otros. Cuando no escribe, Madison enseña yoga, cría pollos y fomenta perros y gatos adoptables.