COSMOLOGIA CONTEMPORANEA
COSMOLOGIA
La palabra viene del término “cosmo” que significa orden y “logos” estudio. Estudia al universo o cosmos en gran escala, su origen, historia y desarrollo, además del porqué y cómo la humanidad tiene un sitio en él. Sus inicios son meramente filosóficos y religiosos. De hecho son éstas las primeras ramas de esta ciencia que se desarrollan. La cosmología filosófica trata básicamente de establecer el orden de las cosas y el lugar que ocupa el hombre en ellas.
COSMOLOGIA CONTEMPORANEA
(siglos XVIII al XX):
Se impone definitivamente la razón, la validez de lo científico (positivismo) según Augusto Comte; sólo existe un ser material (materialismo) según Carlos Marx y Federico Engels; la única realidad es la vida del hombre (vitalismo) según Federico Nietzsche, Bergson y José Ortega y Gasset; Husserl recomienda volver a los fenómenos mismos (fenomenología); y finalmente el existencialismo reclama la existencia del hombre, la existencia individual y concreta de un individuo atrapado por cosas demasiado racionales, según Kierkegaard en su obra migajas filosóficas, Miguel de Unamuno en el cristianismo como humanismo; Jean Paul Sartre se queja por el mundo en la nausea, el ser y la nada, la puta respetuosa, a las manos suizas. La angustia existencial de Martín Heidegger en el ser y el tiempo
para Stepen Hawking ha advertido que, como resultado de la cosmologia contemporánea, la cuestion del origen del universo ha entrado en el dominio de la ciencia.
Esta confianza en que la cosmologia puede ahora ocuparse del origen del universo, una confianza compartida por muchos cosmólogos, ha dado lugar a toda clase de especulaciones acerca del estado inicial del universo. En enero del 2001 el editor de la sección de ciencia del New York Times escribió que los aceleradores de partículas podrían ayudar a los científicos a desarrollar una teoría mecánica palancas y engranajes, del momento mismo del génesis, los cosmos si no los porques de la creacion ex nihilo.
De estar todas las teorías físicas formuladas en el marco del espacio y tiempo, no seria posible especular, al menos en las ciencias naturales, acerca de las condiciones anteriores a, o mas allá, de tales categorías.
¿Nos encontramos a un paso de lograr una expoliación científica del origen del universo? El punto de vista de numerosos proponentes de las nuevas teorías es que las leyes de la física bastan para explicar el origen y la existencia del universo.
El filosofo Quentin Smith ha escrito que hay evidencia suficiente para justificar la conclusión de que el universo comienzo a existir sin causa. El titulo de su ensayo es el comienzo incausado del universo y su conclusión es reveladora.Si las leyes de la física pudieran fracasar en el comienzo del universo. admitir una singularidad equivale a negarle a la física la capacidad universal de predicción, y de ahí finalmente a rechazar la competencia de la física para comprender el universo. El universo es completamente autocontenido y no afectado por nada exterior así mismo, el universo no seria ni creado ni destruido. El universo no tuvo comienzo, Dios no tiene nada que hacer salvo elegir las leyes de la física.
Andrei Linde ha desarrollado una teoría de la inflación eterna la cual lo que nosotros conocemos como la gran explosión no es mas que una de tantas en una cadena de grandes explosiones mediante las cuales el universo eternamente se reproduce y se reinventa a si mismo. Nuestro universo comenzo como una burbuja que se hincho separándose del espacio – tiempo de un universo preexistente. Lee Smolin, imagina una cadena completa de universos que evolucionan conforme a la teoría de la selección natural cosmológica , nuestro universo forma parte de una cadena infinita de universos autoreproductores, cuyas leyes físicas evolucionan al ser tranferidas. Piensa que el universo es como una ciudad, una infinita negociación, una infinita construccion de lo nuevo a partir de lo viejo.
Las dos imagenes del mundo, una describiendo un espacio – tiempo continuo y curvado, y la otra uno discontinuo y azaroso, que han estado filosóficamente y matematicamente en guerra durante casi un siglo.
Neil Turok desarrollo la teoría de supercuerdas, ofrece un modelo en el cual el nacimiento del universo presente en el resultado de una colisión entre enormes membranas de cuatro dimensiones.
ha de ser necesaria mente local, y ello por que el tiempo mismo, no
menos que la posibilidad de desarrollar determinadas y concretas
operaciones de medida.
La determinación de una congruencia temporal requiere siempre una
estén dotada de cierto tipo de periodicidad, de modo que no existe
ninguna posibilidad de medir un tiempo “puro”.
La filosofia es típicamente la actitud intelectual que aspira a satisfacer tal esfuerzo de comprender la totalidad, la primera es la bien conocida difilcultad de definir el universo como un objeto, condición que parece indispensable a la cosmología para ser una ciencia de alguna cosa pero que es difícil de satisfacer.
Tras la filosofía crítica de Kant el Idealismo alemán se convertirá en la corriente predominante en la Europa continental, a través de Hegel. El existencialismo de Kierkegaard, tanto como el marxismo y el vitalismo de Nietzsche serán, en buena medida, una reacción al Idealismo hegeliano que, en cierto modo, consagra la identificación del yo trascendental kantiano con el Dios del cristianismo.
Otro punto de interés en la cosmología actual —y no tratado en el artículo— se manifiesta cuando con cierta perspectiva histórica se la compara con la visión presentada en La revolución copernicana, un libro de Thomas S. Kuhn editado en 1957, en el que se define a la cosmología como el estudio de la estructura del universo, esto es, una visión sincrónica de la naturaleza en su conjunto. En los ’80 Carl Sagan señalaba la ruptura con esa concepción de la cosmología cuando en su conocido Cosmos definía el concepto como “El Cosmos es todo lo que es o lo que fue o lo que será alguna vez”. En este sentido, la cosmología actual es marcadamente diacrónica, ya que la descripción del estado actual del universo es el punto de partida para inferir el origen y la evolución del universo. Llama la atención que, luego de un largo rodeo histórico, la cosmología se convierta nuevamente en una cosmogonía. De todas maneras, no es un movimiento circular, a la manera de las viejas revoluciones de los astros, como si fuera un simple regreso al punto de partida. Más bien, lo entiendo como un movimiento
EL TIEMPO ES COSMOLOGIA
Hoy en día no suscita controversia que la definición física del tiempo
descarta la noción de tiempo “puro”. Renuncia asimismo ala idea de un tiempo “universal”, es decir, de un tiempo que podría ser definido ampliando o generalizando el tiempo local de la definición física originaria. La teoría de la relatividad la que ha demostrado que no existe ninguna “simultaneidad global” y que, en consecuencia, no existe no existe tampoco un tiempo universal.
Teoría de la relatividad
La teoría de la relatividad, desarrollada fundamentalmente por Albert Einstein, pretendía originalmente explicar ciertas anomalías en el concepto de movimiento relativo, pero en su evolución se ha convertido en una de las teorías más importantes en las ciencias físicas y ha sido la base para que los físicos demostraran la unidad esencial de la materia y la energía, el espacio y el tiempo, y la equivalencia entre las fuerzas de la gravitación y los efectos de la aceleración de un sistema.
La teoría de la relatividad, tal como la desarrolló Einstein, tuvo dos formulaciones diferentes. La primera es la que corresponde a dos trabajos publicados en 1906 en losAnnalen der Physik. Es conocida como la Teoría de la relatividad especial y se ocupa de sistemas que se mueven uno respecto del otro con velocidad constante (pudiendo ser igual incluso a cero). La segunda, llamada Teoría de la relatividad general (así se titula la obra de 1916 en que la formuló), se ocupa de sistemas que se mueven a velocidad variable. Si el Universo se hubiera estado expandiendo siempre al ritmo actual, dado por la Ley de Hubble, su edad sería de unos 15.000 millones de años. Sin embargo, el ritmo de expansión ha ido variando con el tiempo por dos razones: 1) debido a la atracción de la materia-energía que la ha ido frenando y a los efectos de una posible constante cosmológica que la habría podido acelerar y 2) debido al estado de la materia en cada instante, el cual determina, para una densidad dada, la presión que ésta ejerce a su alrededor relacionada con la energía típica de sus partículas. No hay que olvidar que en relatividad, la energía y la masa son intercambiables (mediante un factor de conversión igual a la velocidad de la luz al cuadrado, se puede pasar de la una a la otra), lo que hace que tanto la masa como la energía generen gravedad. Cálculos detallados mediante las ecuaciones de Friedman teniendo en cuenta todos esos efectos (y los valores de los parámetros cosmológicos determinados determinados observacionalmente, ver apdos. III y IV) muestran que la edad actual del Universo es de 13.700 millones de años, lo cual es consistente con la edad de los objetos cósmicos más viejos que pueblan el Universo.
Historia de la filosofía contemporánea
En Gran Bretaña, el desarrollo del positivismo utilitarista con Bentham y J.S. Mill se inspira en los principios del empirismo, distinguiéndose del positivismo “idealista” del francés A. Comte; en ambos casos, no obstante, se da una preocupación por los temas sociales y por el bienestar de la humanidad que, aunque en una direccióndistinta, compartirán con el marxismo.
Por lo demás, el desarrollo de las ciencias y sus continuos éxitos hacen tambalear los cimientos de la filosofia, que se ve sometida a fuertes críticas por parte de los defensores del pensamiento científico, que encuentran en la ciencia el paradigma del conocimiento verdadero. Hacia finales del siglo XIX, al desarrollo del historicismo en Alemania, con Dilthey, y del pragmatismo en los Estados Unidos, con Pierce y W. James, hemos de sumar el desarrollo de la fenomenología con Husserl. En el siglo XX destacarán además los representantes del Filosofía Analítica, como Russell y Witgenstein, del Estructuralismo, como Lévi-Strauss, del Existencialismo, como Sartre, o los de la Escuela de Frankfurt, como Adorno, Horkheimer y Habermas.
Hacia finales de siglo, destaca la actividad de los filósofos posmodernos y posestructuralistas, como Jacques Derrida, que renuevan la crítica a las tradiciones filosóficas desde posiciones muy alejadas de las llamadas metafísicas de la presencia.[Image]La filosofía contemporáneaLa filosofía contemporánea se extiende desde fines del siglo XVIII hasta nuestros días.La revolución industrial a partir de 1789, con el descubrimiento de la máquina a vapor en Inglaterra, produce una revolución tecnológica que modifica totalmente la antigua forma manual de producir que reemplaza al hombre por las máquinas y la manufacturaindividual por la producción en serie.
Este hecho histórico y las guerras ponen de relieve las contradicciones de la sociedad inspirando a movimientos filosóficos, como el de Hegel.Georg Wilhelm Friedrich Hegel (1770-1831) filósofo alemán que sigue a Kant, Fichte y Schelling, marca la cúspide del idealismo y se caracteriza por un sistema racionalista absoluto.La base de su pensamiento es el concepto de dialéctica como modo de alcanzar el conocimiento, como un proceso histórico que tiende al absoluto que se identifica con el Ser real.La dialéctica es el método filosófico que procura definir y resolver las contradicciones del pensamiento y de la realidad histórica.Puede considerarse a Heráclito como precursor de la dialéctica al concebir la realidad como un devenir por la fuerzas de los contrarios.
Pero ninguno de estos ajustes necesita afectar la predicción fundamental del modelo estándar del comienzo absoluto del universo.
De hecho, el estudio general de Jim sobre la cosmología contemporánea refuerza cuán robusta continúa siendo la predicción del modelo estándar de un principio absoluto. Él considera tres grandes programas de investigación que actualmente se están haciendo basados en las posibles excepciones que existen para los teoremas de la singularidad de Hawking-Penrose, los cuales apoyan la predicción del modelo estándar de una singularidad cosmológica inicial. Estos son: (1) las Curvas Cerradas de Tipo Tiempo, (2) la Violación de la Condición de Energía Fuerte (Inflación Eterna), y (3) la Falsedad de la Relatividad General (Gravedad Cuántica). La primera de ellas postula un espacio-tiempo exótico que cuenta con un tiempo circular en el pasado y por eso no es tomada muy en serio por la gran mayoría de los cosmólogos. El verdadero trabajo se ha centrado en las otras dos alternativas.
Con respecto a la alternativa de la Inflación Eterna, que fue sugerida por algunos teóricos de la década de los años ochentas de que tal vez la expansión inflacionaria del universo no se limita a un breve período temprano en la historia del universo, sino que es eterna en el pasado, cada región inflacionaria siendo el producto de una región inflacionaria previa. A pesar de que esos modelos fueron objetos de acalorados debates, parece que se alcanzó algún punto en el 2003, cuando tres de los principales cosmólogos, Arvin Borde, Alan Guth, y Alexander Vilenkin pudieron demostrar que cualquier universo que, en promedio, se haya expandido a lo largo de su historia no puede ser infinito en el pasado, sino que debe tener un límite pasado del espacio-tiempo.
Lo que hace que su prueba sea tan poderosa es que se sostiene sin importar la descripción física del universo antes del tiempo de Planck. Debido a que todavía no podemos proporcionar una descripción física del universo muy temprano, ese breve momento ha sido un terreno fértil para hacer especulaciones. (Un científico lo ha comparado con las regiones en los mapas antiguos con la etiqueta “Aquí hay dragones”- puede ser llenado con todo tipo de fantasías.) No obstante, el teorema de Borde-Vilenkin-Guthes es independiente de cualquier descripción física de ese momento. El teorema de ellos implica que, incluso si nuestro universo es solamente una parte pequeña de un llamado “multiverso” compuesto de muchos universos, el multiverso debe tener un comienzo absoluto.
El modelo estándar del Big Bang necesita ser modificado de varias maneras. Por ejemplo, el modelo se basa en la Teoría General de la Relatividad de Einstein. Pero la teoría de Einstein se desvanece cuando el espacio es reducido a proporciones subatómicas. En ese momento necesitaremos introducir la física cuántica y nadie está seguro de cómo se debe hacer esto. Eso es lo que los físicos querían decir cuando dijeron que el Big Bang se extiende sólo hasta el tiempo de Planck. (Que, por cierto, no es un entendimiento nuevo. Todo el mundo siempre ha sabido que la relatividad general se rompe en ese momento). Por otra parte, la expansión del universo no es probablemente constante como en el modelo estándar. Probablemente se está acelerando y puede haber tenido un breve momento de expansión súper-rápida o de expansión inflacionaria en el pasado.
teoria del big bag
Debido a esa expansión, si retrocediéramos en el tiempo, veríamos cómo la materia se va comprimiendo más y más hasta alcanzar densidades inimaginablemente grandes. Antes de llegar al instante “cero”, definido como el tiempo en el que la densidad se hace infinita, la física actual deja de ser válida. Se hace necesario aplicar una teoría cuántica de la gravedad hoy por hoy desconocida. Por lo tanto, no podemos asegurar ni siquiera que haya existido ese instante cero. Lo que si podemos es acercarnos mucho a él (hasta tan sólo 10-43segundos de él). A partir de ese instante, el modelo del Big Bang empieza a ser una buena descripción de la historia del Universo, y proporciona una descripción muy fiable desde unos 10-30 segundos del tiempo cero.
Si el Universo se hubiera estado expandiendo siempre al ritmo actual, dado por la Ley de Hubble, su edad sería de unos 15.000 millones de años. Sin embargo, el ritmo de expansión ha ido variando con el tiempo por dos razones: 1) debido a la atracción de la materia-energía que la ha ido frenando y a los efectos de una posible constante cosmológica que la habría podido acelerar y 2) debido al estado de la materia en cada instante, el cual determina, para una densidad dada, la presión que ésta ejerce a su alrededor relacionada con la energía típica de sus partículas. No hay que olvidar que en relatividad, la energía y la masa son intercambiables (mediante un factor de conversión igual a la velocidad de la luz al cuadrado, se puede pasar de la una a la otra), lo que hace que tanto la masa como la energía generen gravedad. Cálculos detallados mediante las ecuaciones de Friedman teniendo en cuenta todos esos efectos (y los valores de los parámetros cosmológicos determinados determinados observacionalmente, ver apdos. III y IV) muestran que la edad actual del Universo es de 13.700 millones de años, lo cual es consistente con la edad de los objetos cósmicos más viejos que pueblan el Universo.
Las ecuaciones de Friedman, desarrolladas en el marco de la RG de Einstein, siguen la evolución del Universo homogéneo y en expansión, lleno de partículas (y campos cuánticos, que pueden comportarse como una constante cosmológica) con ecuaciones de estado que van variando con el tiempo. Si nos restringimos a tiempos cósmicos no demasiado pequeños y a distancias no demasiado grandes, esas ecuaciones pueden deducirse en el marco de la Gravitación de Newton, lo que permite comprender su significado: se trata simplemente de las ecuaciones de conservación de la masa y la energía aplicadas al fluido cósmico. La versión relativista de esas ecuaciones difiere de la newtoniana en sólo dos aspectos: la gravedad viene generada por la energía de las partículas y no sólo por su masa (que incluso puede ser nula como en el caso de los fotones) y la velocidad de las partículas no puede superar nunca la velocidad de la luz. La primera diferencia es importante para tiempos cósmicos pequeños en los que las partículas eran extremadamente energéticas (con la expansión, el Universo se ha ido enfriando), mientras que la segunda lo es a grandes distancias donde la velocidad de alejamiento entre partículas deja de tener sentido. Ese último aspecto se debe a la siguiente diferencia fundamental entre las gravitaciones de Newton y Einstein. Según Newton las partículas sometidas a un campo de gravedad siguen trayectorias curvadas en un espacio euclidiano, mientras que según Einstein siguen líneas rectas (geodésicas) como en ausencia de gravedad pero es el espacio-tiempo el que se curva. El hecho de que el espacio-tiempo esté curvado hace que no podamos señalar con vectores (flechas) puntos muy alejados y, por lo tanto, tampoco podamos medir como cambian esos vectores con el tiempo. Es decir, la noción de velocidad relativa entre objetos muy alejados deja de tener sentido. Así pues, la Ley de Hubble no puede interpretarse en RG como debida a que las galaxias se alejan de nosotros a una “velocidad relativa” tanto mayor cuanto mayor es su distancia; tan sólo podemos decir que es el resultado de la expansión del espacio desde que las galaxias que vemos emitieron su luz.
Efectivamente, como consecuencia de la velocidad finita de la luz, los fotones que hoy nos llegan de galaxias muy lejanas pueden haber tardado centenares o miles de millones de años en recorrer la distancia que nos separa de ellas (la velocidad de la luz se mide localmente, no es una velocidad relativa entre objetos distantes). Así pues, las imágenes astronómicas de galaxias no nos muestran cómo son esos objetos en la actualidad sino cómo eran cuando emitieron los fotones que ahora recibimos. Eso tiene grandes ventajas y grandes inconvenientes para los estudios cosmológicos. Uno de los inconvenientes es que nos impide comprobar la homogeneidad del Universo a base de “ver” como es a grandes distancias de nosotros. A esas distancias el Universo es muy diferente de cómo se presenta a nuestro alrededor, pero esto no significa que el Universo no sea homogéneo sino simplemente que cambia con el tiempo. Por el contrario, una gran ventaja es que permite “ver” como era el Universo a distintas épocas a lo largo de su historia. Así podemos estudiar cómo fluctuaba la densidad de materia-energía cuando se generó la radiación de fondo, lo cual nos informa sobre las propiedades del fluido cósmico en aquella época y del Universo en general. O podemos estudiar cómo ha sido el proceso de formación y evolución de las galaxias (ver apdo. IV).
Lo más lejos (en espacio y tiempo) que podemos ver es precisamente el momento en que se generó la radiación cósmica de fondo. Eso sucedió cuando el Universo tenía tan sólo 380.000 años. Antes de ese instante el Universo era opaco. Por este motivo no podemos contemplar el proceso de formación de los elementos ligeros (nucleosíntesis primordial), a los pocos minutos después del instante cero, ni mucho menos el de la formación de las partículas subatómicas, que tuvo lugar tras un período de rápida expansión (inflación) del universo cuando éste tan sólo tenía 10-35 segundos (apdos. III i IV respectivamente). De todas formas, aun suponiendo que el Universo primitivo no fuera opaco, nuestra visión estaría limitada por lo que llamamos el horizonte, situado a aquella distancia de nosotros desde la cual ningún vehículo de información, viajando a la velocidad insuperable de la luz desde el instante cero, habría tenido tiempo de alcanzarnos.
Materia oscura
helicoidal, ya que el aspecto cosmogónico está subordinado a la tarea permanente de la astronomía: Salvar los fenómenos.
Sin embargo, la materia visible no proporciona en las simulaciones la suficiente gravedad para crear la estructura que observamos: necesita la ayuda de alguna forma de materia oscura (ver el 7mo. apartado). Otra prueba de la materia oscura la proporcionan las galaxias que giran demasiado rápido para mantenerse unidas sin un pegamento extra gravitatorio.La materia oscura no puede ser como la materia corriente, porque habría producido demasiado deuterio en la nucleosíntesis del Big Bang. Cuando el universo tenía menos de 3 minutos de existencia, algunos protones y neutrones se fusionaron para hacer elementos ligeros, y los cosmólogos calculan que si hubiera habido mucha más materia ordinaria que la observada, entonces el denso caldero habría cocinado mucho más deuterio que el que se observa.Por el contario, la materia oscura tiene que ser algo exótico, una materia probablemente generada en los primeros momentos calientes del Big Bang: quizá partículas como los WIMP —partículas masivas con interacción débil— o axones más livianos o, también, aunque es menos probable, agujeros negros primigenios. Una alternativa para la materia oscura es la Dinámica Newtoniana Modificada , una teoría en la cual la gravedad es relativamente fuerte a gran escala.
Energía oscuraOtro misterio oscuro apareció en los ’90, cuando los astrónomos descubrieron que las supernovas lejanas son sorprendentemente débiles, lo que indica que la expansión del universo no está perdiendo velocidad como todos esperaban, sino que se acelera. El universo parece estar dominado por alguna fuerza repulsiva, o anti-gravedad, a la que se ha llamado energía oscura. Quizá sea una constante cosmológica —o energía del vacío— o un campo de energía cambiante como la quintaesencia. Podría derivarse de las extrañas propiedades de los neutrinos o podría ser otra modificación de la gravedad.La nave espacial suministró la imagen estándar de la cosmología al medir con precisión el espectro de las fluctuaciones en el fondo de microondas, el cual se ajusta a un universo de 13700 millones de años de antigüedad, compuesto por un 4 % de materia común, un 22 % de materia oscura y un 74 % de energía oscura. La imagen de la WMAP también concuerda con la teoría inflacionaria. Sin embargo, una prueba más severa de la inflación espera por la detección de ondas gravitatorias cósmicas que los movimientos rápidos de la inflación deben crear y que dejarían marcas casi imperceptibles en el fondo de microondas.La densidad de la energía oscura es mucho menor que la energía del vacío prevista por la teoría cuántica, lo que es visto como un ejemplo extremo del estrecho ajuste cosmológico, por cuanto un valor mucho más grande habría desgarrado las nubes de gas e impedido la formación de las estrellas. En respuesta a esta situación, algunos cosmólogos aceptaron el principio antrópico, una teoría que sostiene que las características de nuestro universo tienen que ser las adecuadas para la vida, de otro modo no estaríamos aquí para observarlo.
Preguntas sin respuesta Aún no tenemos respuestas para las preguntas más importantes. Desconocemos el verdadero tamaño del universo, ni siquiera sabemos si es infinito o no. Tampoco conocemos su topología, o sea, si el espacio se cierra sobre sí mismo. Desconocemos la causa de la inflación o si ésta ha creado una pluralidad de universos paralelos alejados del nuestro, tantos como implican las teorías inflacionarias.Y no está claro porqué el universo prefiere la materia a la antimateria. A comienzos del Big Bang, cuando las partículas se crearon, debió haber habido un fuerte desvío hacia la materia, algo inexplicable a la luz del modelo estándar de la física de partículas. De no haber sido así, la materia y la antimateria se habrían aniquilado mutuamente y, además de la radiación, no quedaría casi nada.El destino del universo depende de la ignota naturaleza de la energía oscura y de su comportamiento futuro, ya que la aceleración podrían aislar a las galaxias o una gran explosión podría destruir toda la materia. Otra posibilidad es que el universo colapse con un gran crujido o big crunch, quizás para re-expandirse a la manera de un universo cíclico. Incluso un gigantesco agujero de gusano podría devorar al universo.Y el verdadero comienzo, si es que lo hubo, todavía nos es desconocido, porque todas las teorías físicas conocidas se detienen ante la singularidad inicial. Es probable que una teoría cuántica de la gravedad sea necesaria para que podamos comprender el origen del universo.
Los primeros modelos de un Universo homogéneo en evolución utilizando la RG sin constante cosmológica se deben al matemático y meteorólogo ruso Alexander Friedman (1888-1925) quien desgraciadamente murió al poco tiempo de proponerlos. Estos modelos fueron retomados tras unos años por el clérigo belga George Lemaître (1894-1966) quien se interesó en las posibles consecuencias de una fase temprana en la historia del Universo en la que la densidad cósmica habría sido comparable a la de los núcleos atómicos (modelo del átomo primitivo). Según este modelo el Universo tendría una edad finita y habría estado expandiéndose desde un instante inicial de densidad infinita. Precisamente la idea de que el Universo tuviera un inicio en el tiempo no gustaba a la mayoría de los científicos coetáneos a Lemaître que preferían la idea de un Universo eterno e inmutable, sin lugar para una posible Creación. Por este motivo, el modelo cosmológico preferido por aquel tiempo era otro, el llamado modelo estacionario propuesto por el astrónomo británico Fred Hoyle(1915-2003) y colaboradores, según el cual el universo se expandía conforme a la Ley de Hubble pero nada cambiaba debido a que la disminución en la densidad cósmica debida a dicha expansión era compensada por una creación continua de materia.
Pero no todos los científicos ignoraban el modelo de Friedman-Lemaître, conocido con el irónico nombre de modelo del Big Bang (la Gran Explosión) debido a Hoyle. Así, el físico nuclear ruso-americano George Gamow(1904-1968) lo utilizó, allá por los años 50, para explorar la idea de que los distintos isótopos presentes hoy día en el Universo se hubieran formado en la fase de alta densidad que, según ese modelo, habría tenido lugar en los albores del Universo. Según los cálculos de Gamow y colaboradores, tan sólo los isótopos más ligeros podían haberse formado de esa guisa (ver apdo. III). De esos cálculos también se desprendía que, de ser ése el origen de los elementos ligeros, hoy día debería existir una radiación cósmica de fondo, reliquia del Universo primitivo, a unos pocos grados Kelvin que llenaría todo el universo por igual (ver apdo. III). Dificultades técnicas del momento impedían comprobar esa predicción. Por otro lado, esa teoría no resolvía el problema de fondo por cuanto no daba cuenta de los isótopos más pesados. Por todo ello la teoría de Gamow pasó inicialmente inadvertida. Sin embargo, los avances en astrofísica nuclear fueron mostrando poco a poco que los isótopos más pesados se formaban en el interior de las estrellas mientras que, para los ligeros, no había otra explicación que la propuesta por Gamow.
A principios de los años 60, un grupo de físicos teóricos y astrofísicos de la Universidad de Princeton, viendo que ya era factible detectar la radiación de fondo predicha por Gamow, se pusieron manos a la obra. Pero justo cuando se aprestaban a hacerlo, dos ingenieros de Bell Laboratory, Arno Penzias y Robert Wilson, intentando poner a punto una radioantena con fines de comunicación, dieron por casualidad con ella. Era el año 1965. Este notable descubrimiento dio el espaldarazo definitivo al modelo del Big Bang.