Big Bang Introduction

En la actualidad la teoría predominante sobre cómo apareció el universo, se llama la teoría del Big Bang.

Es la idea de que este universo comenzó como un punto infinitamente pequeño,

una singularidad pequeñísima que sufrió una gran explosión o Big Bang y que entró en un estado

de expansión hasta el universo que ahora conocemos. Siempre he pensado que es como el subproducto

de su propio nombre, el Big Bang, la gran explosión. Puedes imaginarte esa gran explosión.

Es que todo estaba infinitamente apretado y de pronto estalló.

Todo salió hacia afuera. Cuando toda la materia explotó hacia afuera, comenzaron a crearse puntos de condensación

y tenemos las galaxias, y los supergrupos de galaxias. Dentro de ellas se condensaron las estrellas, los planetas

y así llegamos al universo que tenemos en la actualidad. Pero este modelo

de visualizar el Big Bang tiene un par de problemas. En primer lugar, al llamarlo así no estamos

diciendo que solo de la materia, la masa del universo, estuviera en un punto. Estamos hablando del

espacio mismo que se está expandiendo. No es solo algo en el interior del espacio, como la masa física, lo que se expande.

Nos referimos al espacio mismo. En este modelo sucede que todo se expande.

¿Se expande hacia otra cosa? Posiblemente, si la materia más alejada esta aquí.

¿Qué habrá por acá? Entonces dices:

"¿No será esto espacio? ¿cómo puedes decir que el espacio se expande?"

Otra idea es que el Big Bang también implica que si esta es la materia más alejada,

¿Será éste el límite del universo? ¿Será que el universo tiene un límite?

La respuesta a estas preguntas es lo que vamos a afrontar como sigue.

Uno: El universo no tiene un límite.

Y dos: No hay espacio exterior. No nos estamos expandiendo

hacia otro espacio. Vamos a explicar esto.

Espero que veas la razón de esto ahora mismo.

La mejor manera de verlo es con una analogía.

Si te digo que tengo un espacio de dos dimensiones

con un área finita, que no es infinito pero no tiene límite,

esto parece que se ve difícil.

¿Cómo puedo construir algo con área finita

pero sin límites? Siempre que trato de dibujar un área, parece que tiene bordes.

Entonces puedes recordar, ¿qué pasa si el espacio bidimensional es curvo?

¿qué ocurre? Pienso que el ejemplo más sencillo es la superficie de una esfera.

Vamos a dibujar una esfera aquí. Esta es la esfera,

Ahora le ponemos líneas de longitud y latitud.

La adornamos un poco para que se vea mejor.

En esta esfera se tiene un área finita. Puedes pensar en la superficie de un globo,

o en una burbuja, o en la superficie de la Tierra.

Tienes área finita, pero no tienes bordes. Si te mueves siempre en una dirección,

continúas dando la vuelta y vuelves por el otro lado.

Ahora, Piensa en el espacio tridimensional con las mismas propiedades; área finita y...

No quisiera decir más, área finita, porque no estamos hablando

ya de espacio de tres dimensiones. Hacemos un dibujo aquí.

Pensamos en el espacio tridimensional

y en vez de área, prefiero hablar de volumen finito

sin bordes. ¿Cómo lo hago?

Cuando pienso superficialmente, si tenemos volumen finito, estará posiblemente

contenido en un cubo. Obviamente esto tiene bordes.

Se puede pensar en un volumen finito en el interior de una esfera. Claramente esta tiene un borde.

Toda esta superficie.

¿Cómo construir un espacio tridimensional con volumen finito, pero sin borde?

Voy a explicarlo ahora mismo.

Puede ser muy difícil de visualizar, pero para ello

voy a dibujar lo mismo que ya había dibujado.

Tienes que imaginarlo. Siempre hay que imaginarlo por analogía,

a menos que tu cerebro esté programado de manera especial para más de tres dimensiones.

Esto es una esfera. Debe quedar bien claro, es una superficie bidimensional.

Sobre su superficie solo te puedes mover en dos direcciones.

Dos direcciones perpendiculares. Así, puedes moverte hacia

la izquierda o la derecha, o hacia arriba o abajo.

La superficie bidimensional de una esfera tridimensional.

Tomemos la analogía. No es fácil imaginar una superficie tridimensional...

Puede hacerse matemáticamente, que no es tan difícil. La superficie tridimensional de una esfera en cuatro dimensiones

Trato de dibujarla de la misma manera.

Si vemos estas tres dimensiones como las dos dimensiones de la superficie.

La misma cosa. Piensa que no estoy diciendo que ésta sea la forma real del universo.

No sabemos cuál es esa forma. Pero sabemos que tiene una curvatura ligera. No conocemos cómo se ve realmente,

pero la esfera es la forma más sencilla. Hay otras posibles, como el toroide

que también cumple la condición. Tiene volumen finito sin bordes.

Quiero que quede claro; no sabemos si tiene volumen finito.

Esto es un asunto por dilucidar. Lo que quiero es mostrar cómo puede tener volumen finito y al mismo tiempo,

no tener bordes. La mayoría de la gente piensa... Digo que piensa, porque podemos basarnos en toda esa evidencia

que estamos mencionando sobre algo con volumen finito... Especialmente cuando hablamos de la teoría del Big Bang...

Las dimensiones implican un volumen finito. Pero podría ser un volumen inimaginablemente grande

pero finito. Si se tiene eso... Piensa en una esfera.

Nuevamente, si estás en una esfera de este espacio de cuatro dimensiones... No se puede dibujar una esfera de cuatro dimensiones.

Si estás en la superficie de esta esfera de cuatro dimensiones, si vas en una dirección cualquiera eventualmente volverás al lugar de inicio.

Si vas hacia allá, volverás aquí mismo. Pero el universo es supremamente grande de modo que aun la luz

tomaría un tiempo increíblemente largo para cruzarlo.

Y si la esfera se está expandiendo, puede ser que lo haga tan rápido que la luz

no pueda dar la vuelta y volver al inicio. Pero en teoría, si algo fuese suficientemente rápido

y continuara moviéndose, podría efectivamente volver a este punto. Cuando hablamos de

la superficie tridimensional de una esfera de cuatro dimensiones,

eslo quiere decir que en cualquiera de las tres dimensiones de la superficie -solo puedo dibujar dos-

si esto es correcto, si el universo tiene una superficie de tres diemsiones para una esfera de cuatro,

esto quiere decir que si vas hacia arriba y continúas avanzando, eventualmente volverás, desde abajo.

Si continúas moviéndote, seguirás hacia arriba y en algún momento puedes volver al punto de partida.

Puede ser una distancia increíblemente grande, pero eventualmente volverás a donde estabas.

Si viajas hacia la derecha, en algún momento volverás dando toda la vuelta hasta llegar al punto de salida.

Y si vas hacia adentro de la superficie de la página -lo dibujo de esta manera- si vas hacia adentro,

algún día volverás desde arriba, para llegar al punto donde estás.

Esta implicación dice que podrás volver realmente al punto de partida.

Volvamos al asunto del universo en expansión.

Ya sabes que el universo no se expande hacia ningún otro espacio.

Está en todo el espacio pero sin embargo se expande.

Este es el modelo. Puedes imaginarte poco después del Big Bang, la esfera de cuatro dimensiones que se vea así.

Posiblemente una pequeña esfera, como era poco después del Big Bang, increíblemente pequeña.

Poco después, es una esfera mayor.

La hago así para mostrar que se sale de la página. Un tiempo después puede verse así.

Se puede pensar que aquí afuera hay algo exterior a la esfera.

¿No es este espacio hacia donde se está expandiendo?

¿No es esto parte del universo? Puedo contestar que, hablando de tres dimensiones, no lo es.

Todo el universo entero está en esta superficie de la esfera de cuatro dimensiones.

Si comienzas a hablar de más dimensiones, en ese caso, sí. Podrías referirte a cosas externas a nuestro

universo de tres dimensiones. A medida que se expande en el espacio/tiempo... Puedes ver

esta cuarta dimensión como el tiempo mismo. Las cosas se están apartando cada vez más lejos.

En otros videos futuros hablaré de la evidencia por la que el Big Bang es la mejor teoría

que tenemos ahora mismo. Como puedes pensar, si tenemos dos puntos sobre esta esfera, que están así

de lejos, al expandirse la esfera de cuatro dimensiones... Esta burbuja, o este globo, explota

-dibujo tres puntos- esos puntos se alejan

más y más. Este es el asunto principal, una de las primeras razones por las que tiene sentido

creer en el Big Bang. Es que todo se aleja, no de un punto central, sino

que se aleja de todo lo demás. Si miras en cualquier dirección desde un punto dado en el uiniverso, todo lo demás

se aleja. Cuanto más lejos esté, más rápido se ve alejarse.

Aquí quiero dejar algo para que lo pienses un poco. Posteriormente vamos a continuar sobre esto.

Se trata de pensar, qué quiere decir observar el universo observable.