Esto que veis detrás de mí no es la Estrella de la Muerte. El el Globo de la Ciencia y de la Innovación.
El capítulo de hoy está realizado en colaboración con la Fundación Aquae que, entre otras cosas,
se dedica a organizar el Teacher's Program en Español aquí en el Cern.
El Teacher's Program es un programa para profesores que vienen aquí al Cern durante una semana.
Aprenden lo que hacemos e intentan llevarse alguna idea para luego poder aplicarla en clase con los alumnos.
Así que, primero de todo, si conocéis a algún profesor que podría estar interesado en venir al Cern
que no dude en ponerse en contacto con la gente de este programa. Es realmente muy interesante
y muy intenso, pero la experiencia me dice que se lo pasan en grande.
Y lo que os voy a explicar hoy ocurrió hace mucho tiempo, hace unos 13.800 millones de años.
Y, exactamente, la historia que os explicaré en realidad duró mucho menos de lo que va a durar este vídeo.
Duró exactamente tres minutos. Son los tres primeros minutos del Universo.
Y podría parecer que tres minutos no es mucho tiempo, ya que estamos acostumbrados a unas escalas de tiempo
en el que las cosas ocurren en tiempos relativamente largos. Pero estos tres primeros minutos del Universo
fueron cruciales para forjar el Universo tal cual lo conocemos hoy.
Y para explicaros qué ocurrió en esos tres primeros minutos, lo voy a hacer en sentido inverso, haca atrás en el tiempo.
Hoy sabemos que nuestro Universo se está expandiendo. Si hoy se está expandiendo, significa que
en el pasado estaba todo más comprimido y, como consecuencia, más caliente.
Cuando el Universo tenía aproximadamente tres minutos, no existían las galaxias,
no existían ni siquiera las estrellas e, incluso, no existían ni los átomos.
La temperatura era tan alta que los enlaces atómicos no podían formarse.
De hecho no fue hasta que pasaron esos tres minutos que empezaron a formarse los núcleos atómicos más sencillos
Dando paso, así, a lo que se conoce como "la era nuclear". Hasta entonces, el Universo estaba formado únicamente
por un plasma de quarks-gluones, que son las partículas que constituyen los protones y los neutrones
que, posteriormente, constituirán los núcleos atómicos.
En este punto, la temperatura del Universo es muy alta, de unos 1.000 millones de Kelvin.
Y la densidad enorme: unas 10.000 toneladas por metro cúbico. Incluso la densidad es tan alta
que la luz no puede viajar libremente. Y si seguimos yendo atrás en el tiempo y seguimos comprimiendo el Universo llegamos
a la siguiente etapa, una de las más interesantes.
En la naturaleza, existen cuatro fuerzas fundamentales: la gravedad, el electromagnetismo, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte.
Todas estas fuerzas, menos la gravedad, somos capaces de describirlas más o menos con lo que se conoce como 'el modelo estándar',
que es una teoría cuántica que explica como las diferentes partículas interactúan entre sí.
Por lo general, estas tres fuerzas: el electromagnetismo, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte se
tratan siempre de manera independiente. Sin embargo, sabemos que cuando consideramos energías suficientemente altas,
el electromagnetismo y la fuerza nuclear débil se unen en una única fuerza: la fuerza electrodébil.
Es en esta época también en la que el Campo de Higgs se condensó y dio masa a todas las partículas.
Y es esta época, precisamente, la que podemos estudiar con el LHC. Mediante las colisiones de protones
somos capaces de recrear como era el Universo cuando era muy joven. Es nuestra auténtica máquina del tiempo.
Sabemos que si seguimos aumentando la energía del Universo, la fuerza nuclear fuerte también se integraría con las otras dos fuerzas
generando, así, una única fuerza que gobernaría todo el mundo subatómico.
Las teorías que buscan cómo unificar estas tres fuerzas son las que se conocen como teorías de la Gran Unificación.
En épocas muy tempranas, el Universo se encontraba aún en una temperatura tan alta
que reunía las condiciones necesarias para que estas tres fuerzas se mantuviesen unidas.
Por eso pensamos que, en sus inicios, el Universo era muy simple. Unas pocas partículas gobernadas por una única fuerza.
Pero entre medias de esas dos unificaciones ocurrió algo impresionante. Ocurrió algo que definiría nuestro Universo tal cual es hoy
y evitaría que fuese un lugar frío y oscuro: la Inflación,
Hoy sabemos que nuestro Universo se está expandiendo.
Y si observamos la temperatura de la radiación cósmica de fondo vemos que es de, aproximadamente, unos 3 Kelvin.
Lo más importante es que esta temperatura es prácticamente igual en todos los puntos del Universo.
El Universo es extremadamente homogéneo. Miremos donde miremos, la temperatura es la misma.
Esto significa que el Universo está en un equilibrio térmico. Pero este hecho pone en serios aprietos al modelo clásico
del Big Bang. Pero si asumimos que hubo una época, unos 10 elevado a -35 segundos después del inicio del Big Bang
en la que el Universo no sólo se expandió, sino que se expandió de manera exponencial, este problema está resuelto.
Esta época de expansión exponencial es lo que se conoce como 'Era Inflacionaria'.
Y durante esta época que duró una inflación muy pequeña de segundo, el Universo se expandió unos 15 órdenes
de magnitud. Y si dejamos atrás la época de la Gran Unificación y seguimos comprimiendo nuestro Universo
llegamos a lo que se conoce como 'la Época de Planck'. A partir de esta época nuestro conocimiento empieza a ser muy vago,
sabemos muy poco. Y a más nos acercamos al momento inicial, menos sabemos.
No solamente no tenemos la tecnología sufuciente para explorar esta época del Universo, sino que nuestro conocimiento teórico
es nulo. Nuestras dos mejores teorías: la mecánica cuántica y la relatividad general, fallan. Fallan de manera estrepitosa
cuando intentamos explicar cómo era el Universo a una edad tan temprana.
Tan solo podemos entender lo que sucedió en esa época si conseguimos describir, tanto la mecánica cuántica como la relatividad general,
en una única teoría. Una teoría cuántica de la gravedad. Por el momento no tenemos ninguna teoría suficientemente exitosa
que reúna estas condiciones. Si bien la Teoría de Cuerdas es nuestro mejor candidato
todavía falta mucho camino por recorrer y alguna evidencia experimental de que esta teoría es correcta.
Así pues, estamos completamente ciegos sobre lo que ocurrió en el Universo justo al principio.
No sabemos nada y eso es lo que nos motiva a seguir investigando. Pero, y ¿qué pasó antes?
¿Qué pasó antes del inicio del Big Bang? ¿Existía algo? Si nos hubiésemos hecho esta pregunta hace tan solo un par de décadas
la respuesta era obvia. La respuesta era que no tenía sentido esta pregunta.
No tenía sentido preguntarse qué había antes del Big Bang porque en el Big Bang msimo es donde se creó el tiempo.
No existía un antes. Era como preguntar qué hay más al norte del Polo Norte. No tiene sentido.
Pero hoy en día, esta respuesta a muchos físicos no nos convence. La perspectiva ha cambiado y, de hecho, hoy tenemos modelos
que indican que, en efecto, nuestro Universo no lo es todo, si no que hay algo más allá de nuestro Universo.
Quizá nuestro Universo está insertado en un Universo más grande, en un Universo realmente eterno.
No lo sabemos y lo peor de todo es que tampoco sabemos que algún día vamos a saber si eso es verdad.
No sabemos si alguna vez tendremos acceso a lo que se conoce como el 'Multiverso'
y aquí en el Cern intentamos dar respuesta a todas estas preguntas que todavía quedan sin resolver.
Por eso el Cern es un lugar tan especial porque aquí estamos literalmente en la frontera del conocimiento.
