El Big Bang y como se planteó.

La teoría más famosa, en la concepción moderna que la ciencia otorga, es sin duda la conocida como “Big Bang”, surgida en el siglo XX, se ha popularizado abiertamente, es uno de los pilares científicos de las mayorías desde hace muchos años y se ha establecido como parte del patrimonio de conocimientos de la humanidad.

Ilustración del momento del Big Bang, según ABC.es

Recientemente fueron anunciados los ganadores del Premio Nobel de Física del año 2019, y se entregó al Dr. James Peebles que ha realizado aportaciones importantes para el desarrollo de las explicaciones sobre el origen del Universo que habitamos. Pues él realizó en la década de los setentas del siglo pasado, la predicción sobre algunas características importantes en las fluctuaciones de la “Radiación de Fondo de las Microondas”, para después ayudar a complementar la descripción estadística sobre la estructura del Cosmos, defendiendo con ahínco la visión jerárquica de la formación de estructuras.

Las investigaciones sobre el origen del Universo han tomado un gran impulso muy fuerte y continuo, en diversos proyectos, incluso en colaboraciones internacionales, lo que ha llevado al Instituto de Física de la Universidad Nacional Autónoma de México, a participar en los proyectos del“Centro Europeo de Investigaciones Nucleares” (European Organization for Nuclear Research“CERN”), y se anunció, el jueves 17 de octubre pasado, la participación de un equipo de investigadores y estudiantes aportando un detector de partículas para ser instalado en el “Gran Colisionador de Hadrones” (Large Hadron Collider (LHC), considerado el experimento más grande del mundo que busca reproducir en laboratorio las condiciones que dieron origen al Universo.

Asimismo, los otros ganadores del Nobel de Física del 2019, los doctores Michel Mayor y Didier Queloz, fueron los descubridores del primer planeta fuera de nuestro sistema solar, lo que en el transcurso del tiempo también ha permitido el avance en las investigaciones sobre el origen del Universo en que habitamos.

Así las cosas, se encuentra que ante la imposibilidad de observar los hechos físicos que nos rodean, acontecieron o sucederán, dependemos de las matemáticas para entender desde ellas y con ellas, los detalles de las teorías científicas desarrolladas y hoy consolidadas mediante los avances teóricos sucitados con la obtención de las nuevas tecnologías.

Se ha pasado entonces de una visión original, quizás más simple, a una detallada acumulación de aportaciones que abarcan distintos terrenos del quehacer científico.

Las matemáticas nos ayudan a entender los pormenores surgidos de la concatenación de ideas y teorías en diversos eventos que conforman la “realidad” tal y como los humanos la percibimos. Pero no siempre es fácil, hace muchos años, los físicos cayeron en cuenta de que era muy conveniente para demostrar fehacientemente la veracidad de sus argumentos, el respaldo matemático del modelo propuesto. Hoy en día para entender los cambios que se dan en las cuestiones del Universo, es necesario abordar el terreno de las matemáticas.

Así de la mano de la gran herramienta, se van hilando los descubrimientos, observaciones y experimentos, mediante expresiones matemáticas (ecuaciones), consolidando los supuestos iniciales de las teorías, y en muchos casos adecuándolos, al resultar necesarias por los avances logrados.

Para notar aquí la conexión de lo supuesto como condición teórica inicial en el“Big Bang” y que hoy se busca comprobar.

La expresión “Big Bang” proviene del ingenio del astrofísico Fred Hoyle(1915 - 2001), uno de los detractores de esta teoría y, a su vez, de los principales impulsores de la ”Teoría del Estado Estacionario”, quien dijo para explicar el fenómeno, burlándose un poco, que el modelo descrito era simplemente un “Big Bang”.

También conocida como la “Teoría de la Gran Explosión”, actualmente explica que nuestro Universo se inició hace miles de millones de años, para mayor exactitud se ha calculado que sucedió hace trece mil ochocientos diez millones de años.

Pero como antes se mencionó, actualmente se ha modificado el enfoque inicial y se propone que en el inicio del Universo ni hubo explosión, ni fue un gran fenómeno, pues en rigor surgió de una “singularidad”, infinitamente pequeña, seguida de la expansión del propio espacio. 

Una “singularidad” es un lugar en el que la densidad de la materia y la curvatura del espacio se hacen infinitas, y no tienen significado desde el punto de vista físico teórico.

En este orden de ideas es factible mencionar dos hipótesis surgidas de mentes por demás brillantes:

Según la hipótesis de la “Censura Cósmica”, propuesta por el físico y matemático Roger Penrose (nacido el ocho de agosto de 1931), cuando se forman ese tipo de singularidades, éstas no se encuentran desnudas, en el sentido de ser visibles a observadores externos, sino que están escondidas discretamente en el interior del horizonte de un agujero negro y, por tanto, son aceptables.

Por otro lado Stephen William Hawking (1942 - 2018), apoya la teoría de que la creación del Universo tuvo su origen a partir de una Gran Explosión o Big Bang, surgida de una “singularidad” o un punto de distorsión infinita del espacio y el tiempo.

El avance logrado con los nuevos satélites espaciales puestos en órbita como las aportaciones del “Explorador del Fondo Cósmico” (Cosmic Background Explorer “COBE”) han conseguido observar evidencias de la “expansión primigenia”, este telescopio, lanzado el 18 de noviembre de 1989, tiene la misión de investigar la “Radiación de Fondo de Microondas” y obtener medidas de ella, gira alrededor del planeta, situado a una altura de novecientos kilómetros.

Ahora bien, revisando la idea central del “Big Bang”, consistente en que la teoría de la relatividad general puede combinarse con las observaciones de isotropía y homogeneidad del Universo, efecto conocido como “Principio Cosmológico”, término introducido en 1933 por el astrónomo Edward Arthur Milne (1896 – 1950), se tiene que a gran escala en la distribución de galaxias y los cambios de posición entre ellas, es posible extrapolar las condiciones del universo antes o después, de algún tiempo considerado como presente, en el tiempo.

La Isotropía: Una definición aplicable a un medio, dice que, es isótropo si sus propiedades físicas son idénticas en todas las direcciones; esto es, que no importa la dirección en que se realice la evaluación, los resultados son iguales.

Un sistema será calificado de isótropo si sus propiedades físicas (macroscópicas) son invariantes en relación con una dirección particular, y por lo tanto, ninguna de ellas posee dependencia direccional.

La Homogeneidad: se dice que si los valores de densidad de un cuerpo o sistema son similares en todas las partes o regiones que lo forman, como consecuencia se considera homogéneo.

Adicionalmente se dice que la estructura del Universo está “fractalizada”, es decir, que su forma básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas estando quebrado o fracturado.

Actualmente se han elaborado mapas que representan cientos de miles de galaxias, los que al revisarlos dejan en la mente del observador la clara idea de lo similares que resultan las distribuciones en diferentes zonas.

Aún cuando a la fecha se han teorizado diversos modelos de “Big Bang”, todos presentan una consecuencia, y es que en el pasado el Universo tenía una temperatura más alta y mayor densidad y, por tanto, las condiciones en el tiempo actual son muy diferentes de las condiciones del Universo en el pasado.

Toda esta teoría se ha venido desarrollando a partir de observaciones y avances teóricos, realizados por varios científicos, en consecuencia de experimentos distintos, y como era de esperarse, se ha venido complementando la idea original; en un siglo de investigaciones y logros tecnológicos, se ha avanzado, quizás con un paso titubeante, debido a que se ignoraban más detalles de la “realidad” de los que ahora se ignoran.

Ilustración del momento del Big Bang según el blog El Rincón de la Ciencia y la Tecnología.

A fin de dar inicio a la crónica de lo acontecido, nos remontamos a la primera década del siglo XX, el astrónomo Vesto Slipher (1875 – 1969) y, después de él, Carl Wilhelm Wirtz (1876 -1939), determinaron que la mayor parte de las nebulosas espirales se alejan de la Tierra; sin embargo, en esos momentos, no se percataron de las implicaciones cosmológicas que esta observación otorgaba, menos aún del hecho de que las supuestas nebulosas eran en realidad otras galaxias, ubicadas afuera de nuestra Vía Láctea.

Es importante considerar que en esos años se pensaba que el sistema de estrellas alojadas en la Vía Láctea formaba todo el Universo conocido.

Adicionalmente, la teoría de Albert Einstein (1879 – 1955) sobre la Relatividad General publicada en la segunda década del siglo XX, no admite soluciones estáticas, esto es, el Universo debe estar en expansión o en contracción.

Einstein consideró que el resultado era equivocado, y por tanto trató de corregirlo, para ello agregó la “Constante Cosmológica”, que después consideró: “su mayor equivocación cometida”.

El primero en aplicar formalmente la Relatividad a la cosmología, allá por la segunda década del siglo XX, sin considerar la citada constante, fue Alexander Friedmann (1888 -1925),realizó el desarrollo de las ecuaciones que describen el Universo y que puede aplicarse a ambos modelos, tanto el que predice una expansión, o el contrario, que vaticina una contracción.

Ya para la tercera década del siglo XX (1927 – 1930) Georges Lemaître (1894 - 1966) obtuvo por su cuenta las ecuaciones que describen la relatividad, después conocidas como ecuaciones de “Friedman– Lemaître– Robertson- Walker”, y propuso, sobre la base de la recesión de las nebulosas espirales que el universo se inició con la expansión de un átomo primigenio, lo que más tarde se llamó "Big Bang".

La historia de las ecuaciones antes mencionadas, fue que Howard P. Robinson (1903 - 1961), profesor de Física Matemática de Instituto de Tecnología de California y de Princeton, aportó sus ideas para la aplicación de la relatividad a la cosmología y predijo, al deducir con los datos existentes a esa fecha, el corrimiento al rojo (hecho que en 1929 Hubble comprobaría), continuó aplicando la teoría de “Grupos Continuos sobre el Espacio Métrico” para encontrar todas las soluciones que describen los “Espacios Cosmológicos”.

El anterior trabajo fue ampliado en 1936 por Arthur Geoffrey Walker (1909 - 2001), egresado de Merton College de Oxford y posteriormente de la Universidad de Edimburgo y que dio origen a la mencionada ecuación, también conocida como la “Métricade : Friedman– Lemaître– Robertson- Walker”

Así enel año de 1929, Edwin Hubble (1889 – 1953) realizó observaciones que sirvieron de fundamento para comprobar la teoría de Lemaître. Hubble probó que las “Nebulosas Espirales” son Galaxias y midió sus distancias observando las estrellas variables “cefeidas” en galaxias distantes. Y estableció que las galaxias se alejan unas de otras a velocidades (relativas a la Tierra) directamente proporcionales a su distancia. 

Esto se conoce como “Ley de Hubble”, hecho que fue documentado magistralmente por Gale Edward Christianson (1942 – 2010), en su obra “Edwin Hubble: Marinero de las nebulosas”, publicada en 1995 .

A partir de este modelo, George Gamow (1904 – 1968), en el año 1948, predecía que habría evidencias de un fenómeno que más tarde sería nombrado como “Radiación de Fondo de Microondas”.

De acuerdo con esto, un Universo homogéneo e isotrópico, lleno de materia ordinaria podría expandirse indefinidamente o frenar su expansión lentamente, hasta producirse una contracción universal. 

El fin de esa contracción se conoce con un término contrario al ”Big Bang”: el “Big Crunch” (Gran Colapso) o un “Big Rip” (Gran Desgarro). Si el Universo se encuentra en un punto crítico, puede mantenerse estable y eterno.

Sin embargo, con el avance logrado recientemente se ha comprobado que existe una expansión cada vez más acelerada, hecho no previsto originalmente en la teoría y que ha llevado a la introducción de una hipótesis adicional: la llamada “Energía Oscura”,a quien se señala como la responsable de este fenómeno.

Toda la materia existente en el Universo estaba concentrada en tan sólo un punto.

A partir del momento de la “explosión”, la materia inició su expansión, situación que persiste en la actualidad. Ello es tan sólo una certeza, en medio de tantas dudas existentes. 

La materia estaba almacenada en un sólo punto, al expandirse también comenzó la formación de estructuras complejas. En primera instancia dio lugar a los átomos y moléculas que, poco a poco, se transformaron y dieron lugar a organismos vivientes.

La etapa inicial de la creación es llamada “Universo Primigenio”, se estima que en aquellos momentos las partículas poseían una gran cantidad de energía.

Con aquella “explosión” se formaron los primeros componentes de la materia, esto es: protones, neutrones y electrones, los primeros dos se organizaron de tal forma para crear el núcleo atómico. Su carga eléctrica les llevo a unirse y se conjuntaron, dejando fuera del núcleo a los electrones, que poseen carga eléctrica negativa y les orilló a situarse alrededor de dicho núcleo. Así pues, inició la formación de la materia. 

Pero después del momento de la explosión, cada partícula fue expandiéndose y alejándose una de otra. 

Lo que ocurrió aquí fue algo similar a lo que pasa cuando inflamos un globo. Conforme más aire introducimos, las partículas de aire se van expandiendo más y más hasta llegar a las paredes.

Los físicos teóricos han llegado a inferir, lo que sucedió cronológicamente a partir de una fracción de segundo, muy pequeña, después de ocurrido el Big Bang.

Toda la materia primigenia que se lanzó estaba compuesta por las partículas elementales que se conocen. Entre ellas los electrones, positrones, mesones, bariones, neutrinos y fotones.

Según el “Principio Cosmológico”, el alejamiento de las galaxias sugería que el universo está en expansión. Con esta idea se originaron dos hipótesis opuestas.

La primera era la realizada por Lemaître, apoyada y desarrollada por Gamow, y la segunda posibilidad de Fred Hoyle, según la cual se genera nueva materia mientras las galaxias se alejan entre sí. En este último, denominado estacionario, el Universo es básicamente el mismo en un momento dado en el tiempo.

Durante muchos años hubo un número de adeptos similar para cada teoría.

Con el pasar de los años, las observaciones brindaron apoyo a la idea de la evolución del Universo a partira partir de un estado denso y caliente y es una de las principales conclusiones vigentes.

Desde1965 con el descubrimiento de la llamada “Radiación de Fondo de Microondas”, ha llevado aconsiderarle la mejor teoría para explicar la evolución del Cosmos.

Antes de finales de la década de los setentas, muchos cosmólogos pensaban que la “singularidad” infinitamente densa del tiempo inicial en el modelo cosmológico de Friedman era una exagerada idealización, y que el universo se contraería antes de empezar a expandirse nuevamente.

Esta es la teoría de Richard Tolman de un ”Universo Oscilante”. En los años sesentas Stephen Hawkingy otros demostraron que esta idea no era factible, y que la “singularidad” es un componente esencial de la gravedad de Einstein. Esto llevó a la mayoría de los cosmólogos a aceptar la teoría del”Big Bang”, según la cual el universo que observamos se inició hace un tiempo finito y que se ha ya determinado con una aceptación mayoritaria.

Prácticamente todos los trabajos teóricos actuales en cosmologíatratan de ampliar o concretar aspectos de la teoría del “Big Bang”.

Gran parte de todos esos trabajos buscan la comprensión sobre la forma en que se gestaron las galaxias, usando para ello el contexto del “Big Bang”, conocer lo que ocurrió y cotejar las nuevas observaciones con la teoría fundamental.

Como conclusión, cito cinco observaciones que avalan el “Big Bang”: 

Paradoja de Olbers: La oscuridad del cielo nocturno.

Ley de Hubble: Puede verificarso con la observación que las galaxias se alejan unas de otras.

Homogeneidad:de la distribución de la materia.

Efecto Tolman: variación del brillo superficial.

Supernovas lejanas: Se observa una dilatación temporal en su curvas de luz.

A fin de exponer un panorama más completo, mencionaré las otras teorías sobre la creación del universo que no tienen tanta importancia como esta, sin embargo, hay personas en el mundo que cree en ellas y las consideran verídicas. 

Las enumeramos a continuación:

Big Crunch: Dice que la expansión se detendrá e iniciará la etapa en que se retraerá. Al final habrá un gran implosión, que se ha denominado “Big Crunch”. Al momento no se cuenta con pruebas que le confirmen.

Universo Oscilante: en ella se establece que el universo pasa por las dos etapas oscilando entre el Big Bang y el Big Crunch.

Estado estacionario y creación continua: Al existir la creación de nueva materia, en forma constante, la expansión mantiene la densidad de la materia en una constante.

Teoría Inflacionaria: Fundamentada con las mismas características del “Big Bang”, explica que hubo un proceso inicial, al que se le conoce como “Inflación” y ello ocasiona que la expansión a que está sometido el Universo sea más rápida.

Y en lo más reciente, reseño lo sucedido a principios y mediados del mes de octubre.

El premio Nobel de Física del 2019 para el descubrimiento del primer planeta extra solar y la Evolución del Universo.

Ilustración de los ganadores del Premio Nobelde Física del 2019, ABC. 

James Peebles, ha ayudado a entender la historia del Cosmos, mientras que Michael Mayory Didier Queloz han revolucionado la búsqueda de mundos fuera del sistema solar.

Tres famosos astrofísicos han sido galardonados este martes 8 de octubre, por la Real Academia de las Ciencias sueca por sus impresionantes avances en el intento de contestarlas. 

En primera instancia el Dr. James Peebles, recibe la mitad del premio, pues ha sido reconocido por contarnos sobre la evolución del Universo desde el “Big Bang” hasta el presente, arrojando luz sobre la misteriosa composición del Cosmos. 

Según el Instituto Karolinska de Estocolmo, las ideas de Peebles fueron decisivas para transformar la cosmología en los últimos cincuenta años, abandonando la especulación y recurriendo a observaciones y medidas para conocer el cosmos. «Su marco teórico, desarrollado durante dos décadas, es la base de nuestra comprensión moderna de la historia del Universo», resumió la academia.

Profesor de la Universidad de Princeton, Peebles identificó la “radiación residual” dejada por el “Big Bang” ocurrido hace casi catorce mil millones de años. 

Su trabajo sentó las bases para la “transformación” de la cosmología en el último medio siglo mediante herramientas teóricas y cálculos que ayudaron a interpretar rastros de la infancia del universo, dijo el comité. Peebles es titular de la Cátedra de Ciencias Albert Einstein en Princeton.

Codificados en ella, están ocultos muchos de los secretos de esa gran explosión.

Sus cálculos también nos muestran un Universo en el que sólo se conoce el cinco por ciento de su contenido, la materia de la que están hechas las estrellas, los planetas o nosotros mismos.

El resto, que equivale al noventa y cinco por ciento, son materia y energía oscura, por ahora desconocidas y un auténtico desafío para la física moderna.

JamesPeebles duda de que seamos capaces de responder la pregunta sobre si hay vida en el espacio, además de nosotros: «Aunque estamos seguros de que hay muchos planetas y entre ellos seguramente los haya idóneos para la vida, irónicamente, nunca podremos verlos», reconoció el astrofísico en una entrevista telefónica durante la presentación del galardón en la sede de la academia sueca en Estocolmo. «Esto muestra el gran poder de las ciencias y sus grandes limitaciones», añadió.

Por otro lado, los doctores Michel Mayor y Didier Queloz, que comparten la otra mitad, fueron los primeros en encontrar un planeta extra solar orbitando una estrella, ello ocurrió, en octubre de 1995.

En el lapso de veinticuatro años, la “caza” de mundos en otros sistemas ha sido imparable: Ahora ya se conocen más de cuatro mil de los llamados “exoplanetas”. Quizás alguno o algunos puedan ser habitables.

Ilustración del primer exoplaneta descubierto, llamado “51 pegasi b” - ESO.Tomada de Arroba Abc.

Todavía no sabemos si estamos solos en ese gran universo cambiante y en expansión, pero lo que sí sabemos gracias a Mayor y Queloz es que nuestra estrella, el Sol, no es la única que tiene planetas a su alrededor. 

En el mes de octubre del año 1995 anunciaron juntos el descubrimiento del primer “exoplaneta”, llamado “51 Pegasi b”, que describe su órbita alrededor de una estrella de tipo solar en nuestra galaxia, la Vía Láctea, pero distante de nosotros, a cincuenta años luz.

Desde el Observatorio de la Alta Provenza, ubicado en el sur de Francia, y utilizando instrumentos personalizados, observaron una bola gaseosa a más de 1,000º C, comparable con el gigante de gas más grande del sistema solar, Júpiter.

«Fue el descubrimiento más emocionante de toda nuestra carrera y recibir un Premio Nobel es simplemente increíble», dijeron los dos profesores de la Universidad de Ginebra, ambos “Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Ciencias Básicas”, en un comunicado tras conocer el anuncio.

Su hallazgo en 1995 inició una revolución en la astronomía. Desde entonces se han encontrado más de cuatro mil mundos extra-solares en la Vía Láctea, algunos de ellos muy extraños, con una increíble riqueza de tamaños, formas y órbitas. Pero lo que aún se busca con ahínco es un gemelo de la Tierra. 

“TESS”, un satélite de la NASA, rastrea más de 200,000 estrellas cercanas y un solo telescopio espacial, Kepler, ha encontrado un tesoro de más de dos mil trescientos mundos.

Todo este esfuerzo pretende dar respuesta a la eterna pregunta de si hay vida allá fuera.

Las grandes contribuciones de estos tres hombres nos han ayudado a entender la evolución del universo desde el Big Bang y que nuestro vecindario cósmico es mucho más rico y variado de lo que creíamos. Quién sabe si alguna vez podamos viajar hasta uno de esos nuevos mundos.

Tres citas que nos muestran algo de la personalidad de los galardonados:

James Peebles: “Aunque estamos seguros de que hay muchos planetas y entre ellos seguramente los haya idóneos para la vida, irónicamente, nunca podremos verlos”.

Didier Queloz: “Con la tecnología actual, ni siquiera podríamos demostrar que hay vida en la Tierra.”

Michel Mayor: “Ojalá cuando viajemos por el Cosmos no nos avergoncemos de la Tierra.”

Ahora una breve semblanza de los tres astrofísicos:

James Peebles: Nacido en 1935 en Winnipeg, Canadá. Es doctor por la Universidad de Princeton y catedrático Albert Einstein de Ciencias en esta institución. Ha enseñado en la universidad durante toda su carrera. Entre sus muchos honores, Peebles recibió el “Premio Crafoord” en 2005. Ha publicado varios libros sobre cosmología que se consideran clásicos en el campo, y su próximo libro, «Cosmology's Century, An Inside History of Our Modern Understanding of the Universe», saldrá en junio de 2020 con Princeton University Press.

Michel Mayor: Nacido en 1942 en Lausana (Suiza), es licenciado en Física por la universidad de su ciudad natal. Se especializó en Astrofísica en la Universidad de Ginebra, donde se doctoró en 1971 y ahora es “catedrático emérito”. En 1995, junto a Didier Queloz, descubrió “51 Pegasi b”, el primer exoplaneta. Desde entonces, su grupo ha contribuido al descubrimiento de más de 250 planetas extra-solares. Tiene más de setecientas publicaciones científicas, siete doctorados honoris causa y una veintena de distinciones, entre las que figuran la Medalla Albert Einstein (2004), Caballero de la Legión de Honor francesa (2004), el Premio Shaw de Astronomía( 2005), la Medalla de Oro de la Real Sociedad Astronómica del Reino Unido (2015) y el Premio Wolf de Física (2017). Es miembro de la “Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos” y de la “Academia Francesa de Ciencias”.

Didier Queloz: Nacido en Ginebra (Suiza) en 1966, es físico de formación. Se doctoró en Astrofísica con Michel Mayor en 1995: su trabajo como doctorando fue precisamente el que le conduciría al hallazgo del primer exoplaneta. Sus decisivas contribuciones a este campo de investigación le han valido reconocimientos como el Premio Balzers de la Sociedad Suiza de Física(1996) o el Premio Royal Society Wolfson Research Award (2013). En 2017, recibió junto a Mayor el Premio Wolf de Física, considerado el más prestigioso del área tras el Premio Nobel.

Fotografía de la presentación en el Instituto de Física de la UNAM del investigador Arturo Menchaca sobre el "Detector de Partículas"

Así se tiene un resultado que incluye a la comunidad científica en México, el periódico “La Jornada” informó, en su edición del jueves 17 de octubre la siguiente información:

Un equipo de investigadores y estudiantes del Instituto de Física (IF) de la UNAM desarrollaron un detector de partículas para ser instalado en el “ Gran Colisionador de Hadrones” (Large HadronCollider LHC), considerado el experimento más grande del mundo que busca reproducir en laboratorio las condiciones que dieron origen al Universo.

El instrumento universitario, llamado V0+, se instalará en el experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment), uno de los cuatro grandes proyectos del LHC. El equipo se enviará al Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) en los próximos días, comentaron en conferencia de medios Arturo Menchaca Rocha y Varlen Grabsky, investigadores del IF y colaboradores del proyecto.

El LHC está ubicado en la sede del CERN, en la frontera entre Suiza y Francia.

Es un acelerador y colisionador de partículas que estudia la materia en condiciones extremas de alta temperatura y densidad, por medio de colisiones de iones pesados.

En el auditorio Alejandra Jáidar del IF, Menchaca detalló que el proyecto ALICE tiene como propósito estudiar el plasma de quarks y gluones, un estado de la materia que, según la física teórica, existió en los primeros instantes después del Big Bang y que se conoce como “sopa primigenia”.

En ALICE ya han logrado formar plasma de quarks y gluones a partir de choques entre iones pesados: partículas muy grandes con carga eléctrica.

El LHC acelera estas partículas y las hace chocar casi a la velocidad de la luz dentro de ALICE para simular las condiciones posteriores al "Big Bang". Esas colisiones han permitido comprender mejor el funcionamiento del Universo en etapas muy tempranas de evolución.

Menchaca explicó que ALICE es un gran sistema de detección, hecho de 18 o 19 detectores. “Uno de ellos, que se llama “Gatillo o Trigger”, fue construido inicialmente en el Instituto de Física, en 2005, y funcionó durante las dos primeras corridas del LHC”.

Ahora, el LHC está por iniciar la tercera corrida, en la cual cambian las condiciones y son más restrictivas. “Fuimos invitados a participar en la actualización de nuestro detector original (V0A) con este nuevo detector (V0+), con el que seguimos trabajando en el CERN”.

En su oportunidad, Grabsky explicó que el nuevo detector desarrollado por el IF es un disco plástico centellado de 1.5 metros de diámetro, que emplea 50 mil fibras ópticas, con las cuales se permitirá determinar con altísima precisión temporal (a una escala de 200 picosegundos) el número y distribución espacial de las partículas resultantes de las colisiones que ocurran en el centro de ALICE.

Con esta información será posible identificar en tiempo real si se trató de una colisión central o periférica, permitiendo así a los investigadores de ALICE seleccionar entre este tipo de interacciones.

El V0+ tiene dos propósitos: definir la colisión cuando chocan dos partículas y saber qué distancia existe entre los centros de éstas, para así determinar qué tan central es el choque y reducir la radiación de fondo, partículas que salen del punto de choque.

Fotografía del elenco de la serie televisiva “The Big Bang Theory”, finalizada en mayo del 2019, que comprueba la popularización del tema científico sobre el origen del Universo, llevándola a lo cotidiano humano. (NME punto Com).

Entonces, la teoría del “Big Bang”, aún tiene pendientes por solucionar, y se verá en el corto y mediano plazo, como es que se avanza en pos de la versión última. A largo plazo, quizás se supere lo planteado hasta la fecha y se recorra por nuevos caminos en cuanto a las ideas para explicar el origen del Universo.

Esto nos lleva a ser testigos del futuro, desde ahora mismo.