Cosmos

Big Bang, una teoría casi perfecta, salvo por…

Gerardo Herrera Corral 17 / Dec / 18
La batería de su teléfono celular funciona gracias a que algunos átomos de litio contenidos en ella se formaron hace 13 mil ochocientos millones de años. Este elemento podría ser la pista para encontrar una falla en la teoría más aceptada del origen del universo

El universo se originó hace 13 mil ochocientos millones de años con el Big Bang. Este es el modelo aceptado hoy por la mayoría de los físicos, y compartido de manera general por la sociedad como una concepción educada del origen de todas las cosas. 
 
El universo apareció de la nada como una pequeña mota de luz extremadamente densa y caliente. Hay muchas razones para creer que así fue: una de ellas es la observación de un cierto nivel de radiación en todo el universo, como un resplandor que brilla débilmente al que hemos llamado Radiación Cósmica de Fondo. Esta luz tenue es la huella del Big Bang que se puede medir con los instrumentos adecuados, y que llega hasta nosotros desde todos los confines del cosmos con casi la misma magnitud.  

Hay regiones en el cielo en las que la luz es un poco más intensa que en otras, y esas pequeñas diferencias también nos muestran que la teoría del Big Bang es correcta porque así se manifiesta el carácter cuántico del fenómeno. A esta sutil refulgencia bien se la puede llamar “luz fósil”, porque es el remanente del proceso temprano en el que se formaron los primeros átomos. 

Otra buena razón para pensar que el Big Bang es el origen de todo, viene de la expansión del universo que confirmamos cuando miramos al cielo, y vemos como las galaxias se alejan unas de otras. Esto nos hace pensar que, si corriéramos la película hacia atrás, veríamos como todo lo que ahora se aleja quedaría concentrado en una región muy pequeña en el pasado.

Más aún, la edad de las estrellas coincide con lo que se espera cuando uno revisa la escala de tiempos en la teoría del Big Bang. Hasta ahora no se ha observado a ninguna de ellas que tenga tantos años o más que el universo mismo. Todo parece indicar que se formaron cuando las condiciones que impone el modelo se cumplieron. Sus edades están en perfecto acuerdo con la idea que tenemos del origen.

Hay regiones en el cielo en las que la luz es un poco más intensa que en otras, y esas pequeñas diferencias también nos muestran que la teoría del Big Bang es correcta porque así se manifiesta el carácter cuántico del fenómeno
Foto:Imagen lustrariva de "Galaxia Monstruosa"

¡La teoría del Big Bang lo explica todo! O … ¡Casi todo!
Uno de sus más grandes éxitos es la predicción de la abundancia de elementos químicos ligeros como el Hidrógeno, Helio y Berilio. Estos son los átomos más simples y se formaron en los primeros minutos después de la gran explosión.

La teoría del Big Bang nos dice, en términos muy generales, que el Universo está compuesto por tres cuartas partes de hidrógeno y, aproximadamente, una cuarta parte de helio. Tan atrevida profecía ha sido verificada por las observaciones. Cuando se lo ve con más detalle, encontramos también pequeñas cantidades de Berilio lo que está en perfecto acuerdo con la previsión de la teoría. Sin embargo, aquí no todo es perfecto.  La cantidad de Litio no coincide. 

La predicción que el modelo del Big Bang hace de su abundancia en el cosmos esta fuera de lo esperado. Esta discordancia es conocida como “el problema del Litio”.
  
La situación es tal que cuando uno mide la cantidad de Litio presente en el universo temprano el resultado que se obtiene es solo una fracción de lo que la teoría nos indica que debe haber. Solo un 0.0000006 por ciento de la masa del universo es Litio y eso es menos del esperado. Para ser más exactos, se encuentra entre 3 y 4 veces menos del que debería estar ahí.

En realidad, el Big Bang no es la única fuente de Litio. Este elemento se puede producir también en reacciones de rayos cósmicos, en novas (explosiones estelares), o en estrellas de un cierto tipo. También hay razones para pensar que algo del que está presente se destruye, pero tomando en cuenta todo esto, cuando uno hace las cuentas, el inventario de Litio no corresponde con el esperado. 

Por supuesto, que el método usado para medir el Li primordial es controversial y algunos opinan que las consideraciones pueden estar equivocadas. Sea como sea, el problema cosmológico del déficit de Litio sigue abierto y, poco a poco, se va convirtiendo en un problema urgente. 

En la década de los años 80 se encontró que el Litio tiene efectos positivos en el tratamiento de trastornos maniacodepresivos. Los pacientes que sufren de oscilaciones en su estado de ánimo que las llevan de la euforia a la más profunda tristeza recibe, como tratamiento, comprimidos con sales de Litio. 

El Carbonato de Litio, Sulfato de Litio y otros compuestos similares se descomponen en el cuerpo liberando al Litio que luego actúa en las neuronas. La prescripción de Litio ayuda a equilibrar el estado anímico de las personas y se presume que podría ser benéfico en el tratamiento de otras enfermedades neurodegenerativas

Resulta evocador que el Litio este íntimamente ligado al origen del universo al mismo tiempo que sostiene una relación especial con nuestro cerebro, ese órgano que el universo mismo creó para verse reflejado. 

Autor: Gerardo Herrera Corral
Es profesor titular del Departamento de Física del Centro de Investigación y De Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV). Es líder del trabajo de los científicos mexicanos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN). Es autor de los libros "El Universo, la historia más grande jamás contada" y "El azaroso arte del engaño", entre otros.