Teoría del estado estacionario para niños
La teoría del estado estacionario es una idea sobre cómo funciona el Universo. Fue propuesta a mediados del siglo XX como una alternativa a la teoría del Big Bang. Esta teoría sugiere que, aunque el universo se está expandiendo, su aspecto general y su densidad de materia se mantienen siempre iguales. Esto se debe a que se cree que se crea nueva materia de forma continua.
Según el modelo del estado estacionario, el universo siempre ha existido y siempre se verá igual, sin un principio ni un fin claro. Esto se conoce como el principio cosmológico perfecto, que dice que el universo se ve igual desde cualquier lugar y en cualquier momento.
Desde los años 40 hasta los 60, los científicos estaban divididos entre apoyar la teoría del Big Bang o la teoría del estado estacionario. Sin embargo, hoy en día, la mayoría de los cosmólogos, astrofísicos y astrónomos no aceptan la teoría del estado estacionario. La evidencia que tenemos ahora apoya más la idea del Big Bang, que sugiere que el universo tuvo un comienzo y ha cambiado con el tiempo.
Contenido
Historia de la teoría del estado estacionario
Orígenes en el siglo XX
El descubrimiento de que el universo se está expandiendo fue hecho por Edwin Hubble. Antes de esto, Albert Einstein había propuesto un modelo de universo estático, pero se demostró que era inestable. La teoría del Big Bang, que es la más aceptada hoy, dice que el universo tuvo un inicio, se ha enfriado y expandido, y las estructuras como las galaxias se formaron por la gravedad.
En contraste, el modelo del estado estacionario, propuesto por científicos como Fred Hoyle, Thomas Gold y Hermann Bondi en 1948, afirmaba que el universo, aunque se expande, siempre mantiene la misma apariencia. Para que esto fuera posible, se necesitaba que se creara materia nueva constantemente en todo el universo.
Curiosamente, Albert Einstein también consideró un modelo de universo en expansión con estado estacionario en 1931, mucho antes que Hoyle y sus colegas, pero rápidamente abandonó la idea.
Los problemas para la teoría del estado estacionario comenzaron a aparecer a finales de los años 60. Las observaciones mostraron que el universo sí estaba cambiando. Por ejemplo, se encontraron objetos muy brillantes llamados cuásares solo a grandes distancias, lo que significa que existieron en el pasado lejano, pero no se veían cerca de nosotros. Esto contradecía la idea de que el universo siempre se ve igual.
La prueba más importante que llevó a rechazar esta teoría fue el descubrimiento de la radiación de fondo de microondas en 1965. Esta radiación es como un "eco" del Big Bang y fue predicha por esa teoría. En un universo de estado estacionario, no había una razón clara para que existiera esta radiación tan uniforme.
Investigaciones modernas
A pesar de que la teoría del estado estacionario no es la más aceptada, algunos científicos han explorado ideas similares o han propuesto variaciones.
- El astrónomo indio Jayant Narlikar es uno de los que aún cuestiona la teoría del Big Bang y apoya una versión llamada "estado cuasi-estacionario".
- En 2001, Anthony Aguirre y Steven Gratton propusieron un modelo que combina ideas de la inflación eterna con el estado estacionario, buscando un universo que no tenga un comienzo en el tiempo.
- En 2006, investigadores de la Universidad de Penn State, liderados por Abhay Ashtekar, usaron cálculos de gravedad cuántica para sugerir que antes del Big Bang pudo haber existido un universo que se contraía.
- En 2007, Peter Lynds propuso un modelo donde el tiempo es cíclico y el universo se repite infinitas veces.
- Roger Penrose, un físico teórico, ha sugerido en 2010 que hay patrones en la radiación de fondo de microondas que podrían indicar que nuestro universo es parte de un ciclo continuo de "eones".
- En 2022, Jayant Narlikar y otros astrónomos señalaron que algunas observaciones de galaxias y cuásares podrían contradecir la teoría del Big Bang.
Pruebas observacionales y el estado estacionario
Conteos de fuentes de radio
Uno de los primeros problemas para el modelo del estado estacionario surgió en los años 50 y 60. Las observaciones de fuentes de radio muy brillantes, como los cuásares y las radiogalaxias, mostraron que estas solo se encontraban a grandes distancias. Esto significa que existieron en el pasado lejano. La teoría del Big Bang predijo esto, pero el modelo del estado estacionario esperaba que estos objetos estuvieran distribuidos por todo el universo, incluso cerca de nosotros.
Fondo cósmico de microondas
Para la mayoría de los científicos, el descubrimiento de la radiación de fondo de microondas (CMB) en 1964 fue la prueba definitiva contra el modelo del estado estacionario. Esta radiación es muy uniforme en todas las direcciones y su espectro es casi perfecto, como el de un "cuerpo negro" caliente. Esto es exactamente lo que se esperaría de un universo que comenzó muy caliente y denso, como propone el Big Bang.
El modelo del estado estacionario intentó explicar la CMB como luz de estrellas antiguas dispersada por polvo galáctico. Sin embargo, la uniformidad y las características de la CMB hacían muy difícil que esta explicación fuera correcta. Desde este descubrimiento, la teoría del Big Bang se ha convertido en la explicación más aceptada para el origen y la evolución del universo.
Desafíos al principio cosmológico
El modelo del estado estacionario se basa en el principio cosmológico, que dice que el universo se ve igual en todas las direcciones (isotropía) y desde cualquier lugar (homogeneidad) a gran escala. Sin embargo, algunas observaciones recientes han sugerido que podría haber desafíos a este principio.
- Desafíos a la isotropía: Datos del satélite Planck han mostrado pequeñas diferencias en la temperatura de la CMB en distintas direcciones. También se ha observado que el movimiento de nuestra galaxia con respecto a objetos lejanos no coincide con nuestro movimiento respecto a la CMB, lo que podría indicar que el universo no es perfectamente igual en todas las direcciones.
- Desafíos a la homogeneidad: Se han descubierto estructuras muy grandes en el universo, como enormes grupos de galaxias y cuásares, que son mucho más grandes de lo que se esperaría si el universo fuera completamente homogéneo a gran escala. Algunos ejemplos incluyen la Gran Muralla Sloan y la Gran Muralla de Hércules-Corona Boreal.
Aunque estas observaciones son interesantes, la mayoría de los científicos aún consideran que el principio cosmológico es una buena aproximación para entender el universo a gran escala.
Estado cuasi-estacionario
La cosmología del estado cuasi-estacionario (QSS) fue propuesta en 1993 por Fred Hoyle, Geoffrey Burbidge y Jayant Narlikar. Esta es una versión más reciente de las ideas del estado estacionario. Sugiere que la creación de materia ocurre en "focos" o "minibangs" a lo largo del tiempo en el universo. Este modelo ha sido modificado para intentar explicar la expansión acelerada del universo. Sin embargo, otros científicos han señalado que este modelo también tiene problemas para explicar algunas observaciones.
Galería de imágenes
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En el Big Bang, el universo en expansión hace que la materia se diluya con el tiempo, mientras que en la Teoría del Estado Estacionario, la creación continua de materia asegura que la densidad permanezca constante en el tiempo.
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Estatua de Sir Fred Hoyle, defensor del estado estacionario, en el Instituto de Astronomía Teórica de Cambridge.
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Jayant Narlikar, astrónomo indio que ha cuestionado el Big Bang.
Véase también
En inglés: Steady-state model Facts for Kids
