Sobre el conocimiento de la historia del Universo.

 

Existe relación entre la cosmología y la física de partículas. Las leyes fundamentales del Universo no son solamente las de la mecánica, sino que se completan con las de la teoría cuántica y la teoría de la relatividad.

En física cuántica se sabe, gracias a Heisenberg, que para sondear la estructura de la materia con alta resolución, es decir a escalas espacio-temporales microscópicas, se debe de utilizar una “sonda” cuya energía debe ser tanto más elevada cuanto más alta sea la resolución deseada. Ese es el motivo por el cual la física de partículas elementales es una física de alta energía.

En cosmología, cuya base teórica es la teoría de la relatividad, hay también una relación entre el tiempo y la energía: la observación de la recesión de galaxias lejanas a velocidades proporcionales a su alejamiento sugiere que el Universo está en expansión tras una “explosión” ocurrida hace unos 13.700 millones de años, una singularidad de densidad y temperatura infinitas: el big bang. El Universo primordial, es decir, un tiempo muy breve después del big bang, está modelizado en forma de un fluido isótropo y homogéneo, es decir, cuyas propiedades son idénticas en cada punto, cuya densidad y temperatura decrecen con el tiempo. Como la temperatura de un fluido no es otra cosa que la energía cinética media de sus componentes, se puede decir que la física del Universo primordial es una física de alta energía.

Sondear la estructura de la materia con una “sonda” de alta energía equivale así a  reproducir en laboratorio las condiciones que prevalecían en el Universo primordial, un poco de tiempo después del big bang, cuya temperatura correspondía a la energía de la “sonda”. Las leyes de la física permiten calcular las condiciones iniciales de las que el mundo, tal cual es actualmente, podría resultar. Pero estas condiciones no pueden ser las del origen del Universo, puesto que la singularidad del big bang hace “fracasar” las leyes de la física. No son más, ni menos, que las condiciones del Universo primordial tal como los conocimientos teóricos, las capacidades de observación de los mejores telescopios, la energía de los aceleradores actuales y las capacidades de detección de rayos cósmicos, permiten modelizar.

 

 

Sin embargo, la representación que se desprende de la cosmogonía científica resultante de acercar la cosmología y la física de partículas es la de un Universo en trasferencia, en evolución, desde una fase primordial de alta energía, próxima al big bang, en la que todas las partículas eran indiferenciadas y sin masa, y en la que todas las interacciones estaban unificadas, hasta el estado en que hoy día se puede observar, pasando por una serie de transiciones de fases en el curso de las cuales las partículas se diferencian, algunas de ellas adquiriendo masa, las interacciones se separan, las simetrías se rompen, las estructuras se forman, y aparecen nuevos estados de la materia.

Así pues, para reconstituir la historia del Universo se puede:

-Ver el pasado en la materia, sondeando la materia a las menores escalas posibles y por tanto a muy altas energías, lo cual es ver aspectos del Universo tal como se piensa que era inmediatamente después del big bang,

y/o

-Ver el pasado con la luz que se ha emitido, ya que ver una galaxia a 1000 millones de años-luz es ver un aspecto del Universo tal y como era hace 1000 millones de años.

Los resultados obtenidos con estas dos disciplinas, la física de partículas y la cosmología, constituyen sus modelos estándares respectivos en el actual estado de la ciencia