La edad del universo, de acuerdo con la teoría del Big Bang (Gran Expansión), es el tiempo histórico del universo definido por su enfriamiento y expansión desde su densidad singular en la Gran Explosión. El consenso de los científicos contemporáneos es de unos 13.798 ± 37 millones de años,? pero, ¿cómo llegaron a ese número? Combinando este valor con los cálculos aproximados de la densidad del universo, concluyeron que la edad del universo es de unos 13 mil millones de años. Los científicos también pueden determinar la edad del universo estudiando la radiación remanente del Big Bang, la explosión que desencadenó la expansión del universo.
El debate de como medir la edad del Universo
Algunos astrofísicos aseguran que el cosmos nació hace al menos 15.000 millones de años, y otros creen que su edad no supera los 8.000 millones. La razón de este baile de cifras estriba principalmente en el valor, aún por determinar con exactitud, de una constante cosmológica conocida como constante de Hubble (Ho), formulada por Edwin Hubble en el año 1929. Según ésta, las galaxias se alejan de la nuestra -la Vía Láctea- a una velocidad directamente proporcional a la distancia del observador. Para Allan Sandage, de los Observatorios Carnegie, en Estados Unidos, el valor de la constante es de 57 kilómetros por segundo y megapársec (un megapársec equivale a 3.260.000 años luz), luego la edad del universo sería de 15.000 millones de años. Este dato contrasta con el presentado recientemente por la investigadora estadounidense Wendy Freedman, que otorga un valor para Ho de 80 kilómetros por segundo y megapársec, lo que arroja una antigüedad de 8.000 millones de años. Así mismo las agencias espaciales mas importantes tienen sus propios proyectos de medición, la NASA con el Wilkinson Microwave Anisotropy Probe que mide la densidad de los átomos y otras materias no atómica, la ESA, mediante la medicion y calculo de a las observaciones de la radiación cósmica de fondo de microondas (CMBR) y el estudio y análisis de las ondas gravitacionales.
Los primeros en observar
Georges Lemaître era un físico y un cura católico de origen belga. Fue el primero en lograr que las observaciones del Universo se correspondieran con la teoría (Einstein no lo había logrado), y así se dio cuenta de que se estaba expandiendo.
Al-Khalili cuenta que en 1927 Lemaître le presentó su idea a Einstein, quien le respondió diciendo que sus habilidades matemáticas eran admirables, pero las físicas eran abominables. El siguiente capítulo en la historia es el del astrónomo estadounidense Edwin Hubble, quien demostró, de una vez por todas, que el Universo se estaba expandiendo después de sorprender a todos con el descubrimiento de que había galaxias fuera de la Vía Láctea.
“Estaba estudiándolas y se dio cuenta de que las mismas se movían con rapidez en la medida en la que lograba ver más lejos y así lo comprobó”, refiere el cosmólogo Andrew Pontzen. Y prosigue: “Sabes que la galaxia se está expandiendo midiendo el color de la luz que emite. Si el color rojo es más intenso de lo que se suele observar, quiere decir que se está moviendo. Y la extensión de esa modificación es la que indica cuán rápido se mueve”.
Al calcular el cambio que se observa en la luz es posible saber a qué velocidad está moviéndose la galaxia. Eso, sin embargo, no permite calcular cuántos años tiene el Universo.Las cuentas que sacó Hubble, sin embargo, eran incorrectas. Según sus estimaciones, el Universo tenía 2.000 millones de años.
Corría la década de los 30, y en esa época la comunidad científica coincidía con respecto a la edad de La Tierra: 3.000 millones de años. La discrepancia no tenía sentido. Afortunadamente, en las décadas sucesivas se perfeccionaron los mecanismos que permitían calcular la distancia a la que se encontraban las galaxias y la velocidad a la que se movían.
“Pero no fue fácil llegar a un acuerdo. Había varios grupos de científicos enfrentados. Todos estaban convencidos de tener la razón”, indica Pontzen. Las estrellas supernova, que algunos describen como bombas cósmicas porque se caracterizan por explotar, permitió aclarar la diatriba.
La edad del universo basada en el mejor ajuste a los datos WMAP es solo 13.4±0.3 Gyr (el número ligeramente superior de 13.7 incluye algunos otros datos mezclados). Este número representa la primera medida «directa» exacta de la edad del universo (otros métodos típicamente involucran la ley de Hubble y la edad de las estrellas más viejas en los cúmulos globulares, etc). Es posible utilizar métodos diferentes para determinar el mismo parámetro (en este caso, la edad del universo) y llegar a respuestas diferentes sin solapamiento en los «errores». Para abordar el problema de la mejor manera posible, es común mostrar dos conjuntos de incertidumbres: una relacionada con las medidas actuales y la otra con los errores sistemáticos del modelo que se está usando.
Los más exacto hoy en día, NASA/ESA
Un equipo científico de la NASA, reunidos en la misión Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), determinó con una alta exactitud y precisión la edad del universo, la densidad de los átomos y otras materias no atómica, y la época en que las primeras estrellas comenzaron a brillar.
Según informó la agencia espacial norteamericana, las observaciones de WMAP son cerca de 68.000 veces más precisas en algunos aspectos que los estudios anteriores, lo que permitió un gran avance en el estudio del origen del cosmos.
El trabajo de WMAP en sus nueve años de misión fue mapear el resplandor del Universo caliente, en un momento en que tenía solo 375.000 años de edad, frente a los más de 13.700 millones de años que tiene ahora. El resultado fue la creación de una imagen del ‘Universo bebé’ que se han utilizado para precisar lo que pudo haber sucedido antes, y lo que ocurrió en los miles de millones de años desde los primeros tiempos.
De este modo, la sonda logró aportar datos que apoyan la teoría cosmológica, basada en el’ Big Bang’, que postula que el Universo ha estado expandiéndose y enfriándose desde que sucediera la gran explosión. Las observaciones de WMAP también apoyan la teoría conocida como la ‘inflación’, que dice que el Universo sufrió un dramático período inicial de expansión, con un crecimiento de más de un billón de billones de veces en menos de un billón de una billonésima parte de segundo. Durante esta expansión se generaron pequeñas fluctuaciones que con el tiempo crecieron hasta formar galaxias.
La medición de WMAP también confirmó que las fluctuaciones siguen una curva de campana con las mismas propiedades a través del cielo, y hay un número igual de puntos calientes y fríos en el mapa. Además, el Cosmos debe de obedecer las reglas de la geometría euclidiana por las que la suma de los ángulos interiores de un triángulo suman 180 grados.
La sonda también proporcionó la oportunidad de facilitar la época en la que las primeras estrellas comenzaron a brillar, cuando el universo tenía unos 400 millones de años. Esta investigación seguirá adelante cuando se ponga en marcha el próximo telescopio espacial de la NASA, James Webb, que está específicamente diseñado para estudiar ese periodo.
Según los datos de la sonda Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA), nuestro querido Cosmos tiene 13.820 millones de años. Esa indiscreción se conoce desde hace tiempo gracias a las observaciones de la radiación cósmica de fondo de microondas (CMBR) y los movimientos de las galaxias, pero esta nueva herramienta viene a confirmar los cálculos previos.
El análisis de las ondas gravitacionales de ese evento, el quinto descubierto pero en gran medida único, permitió conocer la distancia a la que se encuentra su fuente, la galaxia anfitriona NGC4993, situada a unos 140 millones de años luz. Saber lo lejos que está y lo rápido que se está moviendo respecto a nosotros permite a los científicos calcular el tiempo transcurrido desde que comenzó la expansión: la edad del universo: entre 11.900 y 15.700 millones de años debido a las incertidumbres experimentales.
La edad derivada de este evento único es consistente con las estimaciones de décadas de observaciones basadas en métodos estadísticos que utilizan otras dos fuentes: la radiación cósmica de fondo de microondas (CMBR) y los movimientos de las galaxias. El primero se basa en el mapeo de la muy débil distribución de la luz que data de unos cuatrocientos mil años después del Big Bang; el último implica un análisis estadístico de las distancias y los movimientos de decenas de miles de galaxias en tiempos relativamente recientes.
