La cosmología es un campo muy activo que evoluciona rápidamente. En este curso
hemos abordado el modelo del Big Bang caliente desarrollado durante el siglo XX,
en el cual en Universo comenzó en estado denso y caliente y se ha ido enfríando
debido a la expansión. Este modelo se apoya en tres evidencias observacionales
sólidas:
- La expansión del Universo descubierta por Hubble en 1929
- El fondo de radiación cósmico descubierto por Penzias y Wilson en 1965
- La abundancia de elementos primordiales (H, D, He, Li)
Las observaciones actuales - realizadas con técnicas muy independientes unas de otras -
arrojan una gran concordancia. El Universo es geométricamente plano y se expande aceleradamante
debido a una energía oscura que comprende el 70% de toda la energía del Universo. Del 30% restante
un 26% esta constituído por materia no bariónica y un 4% del Universo está en forma
de bariones (protones y neutrones). Este modelo concordante es un éxito.
Sin embargo, aún quedan muchas preguntas por responder:
- Que es la energía oscura? Tests cosmologicos más precisos nos ayudarán a contestar
esta pregunta. Según las mejores observaciones hechas en la actualidad la energía oscura
es la constante cosmológica introducida por Einstein, cuya densidad de energía es constante.
El origen de la constante cosmológica es una hipotética energía del vacio, presumiblemente
debida a fluctuaciones cuánticas a escalas microscópicas. Si esto es cierto serán los
astrónomos quienes den pistas a los físicos para que ellos desarrollen la nueva física necesaria para
explicar este hecho.
- Que es la materia no bariónica? El 26% de la energía del Universo es materia no bariónica
cuyo origen se atribuye a partículas masivas elementales pero que aún no han sido descubiertas
en los laboratorios.
- Cual es el origen de la inflación? Tuvo realmente lugar un período inflacionario en
el Universo temprano?
- Que factores determinaron las condiciones iniciales del Universo?
(que puso el "bang" en el "big bang"?)
- Porqué el Universo es como es? Hay una infinidad de parámetros posibles para la evolución
del Universo pero el nuestro es aquel que tuvo justo los parámetros para que se desarrollara
la vida. Si el Universo hubiese tenido condiciones iniciales levemente distintas no se habrían dado
las condiciones para que se desarrollara la vida. El principio antrópico
dice que el Universo tiene que tener esas condiciones porque de lo contrario no habrían cosmólogos
preguntándose sobre el origen del Universo. No debemos por lo tanto esperar encontrar nada
incompatible con nuestra existencia.
- El principio antrópico fuerte va más allá y sostiene que el Universo
debe tener las condiciones iniciales exactas para que la vida se desarrolle. Los que apoyan
este principio sostienen que de todos los Universos posibles el nuestro es extraordinariamente
improbable, por lo cual no puede ser una simple casualidad y que está ajustado en sus condiciones
iniciales para favorecer la emergencia de la vida.
mhamuy@das.uchile.cl