EL BIG BANG

Júlia Torres Canela

Què és el Big Bang?La teoria del Big Bang és l’aproximació més

productiva per explicar l’origen de l’Univers, que coneixem de fa uns 15.000 milions d’anys.

La majoria de científics actuals accepten que els cossos més antics de l’Univers daten de fa entre 10.000 i 15.000 milions d’anys.

Què diu la teoria del Big Bang?La teoria del Big Bang (“gran explosió”) afirma que

el naixement de l’Univers es va produir a resultes d’una explosió de matèria i d’energia que va tenir lloc a tot arreu alhora i que va projectar la matèria en totes dimensions a grans velocitats.

Com és l’origen de l’Univers segons el Big Bang?L’instant inicial correspondria, segons aquest model,

a un Univers extraordinàriament dens i amb una temperatura molt elevada, totalment desorganitzat, sense galàxies, ni estels, ni àtoms, ni tan sols nuclis d’àtoms.

El Big Bang està demostrat?El fonament matemàtics del Big Bang el constitueix

la teoria de la relativitat general.Hi ha 3 observacions i prediccions principals que

donen suport a aquesta teoria:L’expansió de l’Univers;La proporció relativa d’elements primordials;La radiació còsmica de fons.

L’expansió de l’UniversAlbert Einstein va desenvolupar la

teoria de la relativitat general, primer pas cap a la teoria del Big Bang.

Alexander Friedmann va ser el primer a proposar un Univers en expansió a través de 2 simples suposicions:L’univers sembla el mateix des de

qualsevol punt d’observació;I això es compleix independentment

del lloc des d’on l'observem.

Llei de HubbleLes gal·làxies s’allunyen

les unes de les altres a una velocitat proporcional a la distància que les separa.

Efecte DopplerQuan un objecte es

mou, emet ones, i aquestes es distorsio-nen.

Si l’emissor s’hi acos-ta, l’ona es compri-meix.

Si se’n allunya, l’ona s’estira.

Efecte Doppler

La proporció relativa als elements primordialsEl 1948, Ralph Alpher, juntament

amb George Gamow, va proposar per primera vegada una imatge d’un Univers calent inicial.

Aquest model permetia explicar l’aparició d’elements lleugers, com ara l’heli i l’hidrogen, com a conseqüència de processos entre electrons, protons i neutrons.

La radiació còsmica de fonsEl 1965, Amo Penzias i

Robert Wilson, dos físics nord-americans, van detectar una radiació molt feble des de tots els punts de l’univers.

Es tracta de l’eco del Big Bang. Aquesta radiació es va generar quan es van formar els àtoms.

El big bang i la història de l’universEtapes:

1) L’etapa d’inflació

2) Formació de la matèria

3) Els primers àtoms

4) La ignició de l’univers

5) La formació d’estels i gal·làxies

6) L’energia fosca

1) L’etapa d’inflacióEl big bang. L’Univers supercomprimit

es va expandir i va créixer a enorme velocitat: és l’etapa d’inflació.

2) Formació de la matèriaAquest Univers que s’inflava estava format per

partícules subatòmiques (com ara electrons o quarks, partícules elementals components del protó i el neutró) banyades en quantitats immenses d’energia: fotons. Al cap de 3 minuts, quan es va refredar aquesta sopa de partícules subatòmiques fins a mil milions de graus, es van formar neutrons i protons. Les condicions de l’Univers primitiu s’estudien també als acceleradors de partícules, en què protons, electrons, etc., s’acceleren fins a aconseguir velocitats properes a la velocitat de la llum.

3) Els primers àtomsUns 300.000 anys després del big

bang, es van formar àtoms d’hidrogen i heli, en un tant per cent molt semblant al percentatge que observem actualment.

4) La ignició de l’UniversQuan es van acoblar quarks, protons,

neutrons i electrons per formar els àtoms, el nombre de partícules carregades lliures va minvar en picat, i la llum va poder viatjar lliurement per l’espai. Va ser llavors quan va néixer la radiació còsmica de fons i l’Univers es va fer transparent.

5) La formació d’estels i galàxiesUns 400 milions d’anys després

del big bang, zones de l’espai lleugerament més denses es van convertir en centres d’atracció gravitacional. Al voltant s’hi va agrupar matèria i es van formar nebuloses, planetes i estels. Poc temps després van néixer les primeres galàxies.

6) L’energia foscaPerò cap als 9.000 milions

d’anys, les galàxies comencen a viatjar a velocitats cada vegada més grans. Quina força les accelera? Es pensa que la causa és una energia fosca de naturalesa desconeguda, però que actua contra l’agitació gravitacional.

Avui dia, aquest és el misteri més gran de l’univers.

1 2 3 4 5 6

Previsions de futur

Big ripEl Big Rip és una hipòtesi

cosmològica sobre el destí final de l'univers, segons la qual totes la matèria que compon l'univers, des dels estels i les galàxies fins els àtoms i les partícules subatòmiques, s'està separant progressivament a causa de l'expansió de l'univers i aquest procés es prolongarà indefinidament en el futur.

Big crunchEl Big Crunch o gran col·lapse és una de

les hipòtesis sobre el futur de l'univers. Es basa en que, si l'expansió de l'univers continués per inèrcia, disminuint a poc a poc fins que la gravetat arribés a frenar-la per complet, arribaria un moment que l'univers començaria a retreure's sobre si mateix fins col·lapsar-se de nou. El terme big crunch es refereix a aquest col·lapse final, per oposició, a Big Bang, que es refereix a la gran explosió inicial que va donar lloc a l'expansió de l'univers.