Edwin Hubble, en enero de 1940. Photo: California Institute of Technology

El primero en percatarse del fenómeno de la expansión del Cosmos fue, en 1929, fue Edwin Hubble, el mismo que da nombre al telescopio más famoso de la historia. Escrutando la bóveda celeste, el astrónomo estadounidense vió un Universo repleto de galaxias alejándose unas de otras a una velocidad proporcional a la distancia entre ellas. Esto significa que cuanto mayor es la distancia a una galaxia tanto más rapidamente se alejará de nosotros. Estas pruebas, junto a modelos matemáticos, sugieren que en el pasado una inmensa explosión – popularmente llamada Big Bang – inició una expansión cósmica todavía activa hoy en día. A partir de los años ’60 se multiplicaron las pruebas en favor de la teoría del Big Bang considerada, actualmente, la que mejor describe los orígenes y la evolución del Universo. Curiosamente, el término Big Bang fue acuñado por el físico británico Fred Hoyle para burlarse de esta teoría que él nunca aceptó.

Para escuchar de primera mano la voz de un experto sobre este tema, no hay que perderse la mini-charlad el cosmólogo Enrique Gaztañaga del ICE (CSIC) de Barcelona presentada en ocasión de la Festa de la Ciencia de 2010 del pasado mes junio:

¿Por qué se expande el Universo?

Este post participa en la onceava edición del Carnaval de la Física que este mes serà acogido en el blog El neutrino.

El tiempo invade nuestras vidas – seguimos su avanzar, lamentamos su pérdida, hacemos buen uso de él. El ritmo de nuestros relojes y nuestros cuerpos miden el paso del tiempo, tal como una regla nos permite medir la distancia entre dos objetos. Pero a diferencia de las distancias, el tiempo tiene una dirección que va del pasado al futuro. Desde la Eternidad hasta aquí examina esta flecha del tiempo, que está profundamente arraigado en el universo que nos rodea. Los primeros instantes del universo – denso y caliente, tal como era el Big Bang – eran muy diferente del universo actual – frío, vacío, con el espacio en expansión- y esta diferencia se siente en todos los ámbitos de la Naturaleza, desde el derretimiento de hielo a la evolución de las especies.

La flecha del tiempo es fácil de percibir pero es mucho más difícil de entender. Los físicos recorren a la idea de la entropía, el desorden de un sistema, que tiende a aumentar de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. Pero ¿por qué la entropía era pequeña en los inicios del todo? se pregunta Carroll. Esa es una pregunta que se han planteado pensadores como Ludwig Boltzmann, Stephen Hawking, Richard Feynman y Roger Penrose hasta llegar a Lucrecio en la antigua Roma. Sin embargo, la respuesta sigue siendo misteriosa.

Según el autor del libro la única manera de entender el origen de la entropía es comprender qué pasó en el momento del Big Bang, e incluso antes. Desde la Eternidad hasta aquí explica cómo la entropía puede ser relacionada con los agujeros negros, la cosmología, la teoría de la información y la existencia de la vida. El libro narra una historia que comienza en la cocina, donde podemos transformar huevos en tortillas pero nunca al revés, llevándonos hasta los confines del universo. Los últimos descubrimientos cosmológicos (la energía oscura y la aceleración del universo) y la gravedad cuántica (la posible existencia del tiempo antes del Big Bang) – se unen para sugerir una imagen de un multiverso en el que la flecha del tiempo surge naturalmente de las leyes de la la física.

From Eternity to Here fue publicado el 7 de enero de 2010. Para hacer un pedido ir aquí. Sean Carroll también escribe regularmente sobre cosmología en su blog.

El Carnaval de las Matemáticas es una iniciativa de .mau. basada en el modelo del Carnival of Mathematics con el objetivo de reunir los bloggers que hablen sobre esta disciplina. El día 14 de cada mes, un blogger se ofrece para recolectar artículos de otros blogs, la explicación de un software matemático o, por ejemplo, de una poesía que hable de la relación entre las mates y otros ámbitos del conocimiento.

En esta ocasión yo he hablado de la relación entre las matemáticas y la astronomía. En particular, he tratado de explicar la aplicación de la teoría de las ondas al estudio de las cosmología gravitacional y al análisis de las ondas gravitatorias, las “arrugas del espacio-tiempo” producidas por los cuerpos celestes. Esta teoría, presentada por primera vez por Einstein en su tratado sobre la Relatividad General, todavía no ha sido demostrada aunque parece que alguien haya empezado a “oir” alguna señal de la radiación gravitatoria procedente del Cosmos.

El post de Gravità Zero (en italiano) está aquí.