Cosmología

La cosmología es la ciencia que estudia el origen y evolución del universo.

El desarrollo de la cosmología como ciencia debe su aporte fundamental a James Peebles (imagen izquierda) quien desarrolló durante dos décadas, desde mediados de los años 60, un marco teórico que constituye la base de la comprensión actual de la evolución y origen del universo, desde el Big Bang hasta nuestros días.

Peebles elaboró teorías para explicar el origen del universo, que transformaron lo que era inicialmente especulación en ciencia.

Sus investigaciones mostraron que el universo se compone de un 5% de materia ordinaria, la que conocemos todos, mientras que el 95% restante es desconocido y corresponde a la energía oscura y a la materia oscura.

Peebles fue galardonado con el Premio Nobel de Física 2019 por sus aportes a la cosmología, que compartió junto a los físicos Michel Mayor y Didier Queloz, de la universidad de Ginebra, por el descubrimiento del primer exoplaneta. Precisamente Mayor y Queloz se dedicaron a estudiar la materia ordinaria, ese 5% del total.

Es importante mencionar a otros científicos, que hicieron grandes contribuciones en este tema, pero que no fueron galardonados en su momento, como es el caso del físico ruso (nacionalizado americano) Gueorgui Gamow (imagen derecha).

Gamow apoyó la teoría de Lamaitre sobre el Bing Bang, y publicó junto al físico Ralph Alpher el artículo: "El origen de los elementos químicos", que fue muy difundido, donde se dieron los argumentos para sustentar la teoría del Big Bang.

Entre estos argumento estaban la existencia del fondo de radiación cósmica, que Gamow predijo como una consecuencia del Big Bang (y que luego fue comprobado) y la expansión del universo.

Gamow también aportó un modelo que explica la formación del helio en el universo.

Por su parte, el físico ruso Yácob Zeldóvich hizo grandes aportes a la teoría de la evolución del universo y a las propiedades del fondo de radiación cósmica.

Junto a su colega Rashid Siunyáiev predijo el efecto Siunyáiev -Zeldóvich (izquierda y derecha en la imagen de la izquierda), que se produce en grandes estructuras, como los cúmulos galácticos, y que tiene por efecto el corrimiento hacia el azul en las longitudes de onda del fondo de radiación cósmica.

Otro pionero en el campo de la cosmología fue el físico americano David Wilkinson, especializado en el fondo de radiación cósmica, con quien trabajó Peebles.

Este fondo de radiación cósmica puede verse como un remanente del Big Bang y fue observada en 1962 por los físicos Penzias y Wilson ((izquierda y derecha en la imagen de la derecha), quienes trabajaban en los laboratorios Bell.

La idea original de ambos era usar una antena gigante, construida por laboratorios Bell, como telescopio para estudir señales de radio entre galaxias, y pudieron hacerlo a partir de 1962, cuando la antena pudo ser usada para la investigación. Cuando realizaron las mediciones midieron un ruido de fondo permanente que se mantenía constante independientemente de la orientación, y de la estación. Esto les permitió asegurar que la radiación no provenía del sistema solar. Pronto buscaron fuentes teóricas para explicar el fenómeno. En ese momento Robert Dicke, en Princeton, investigaba sobre teorías existentes que concluían que de haber existido el Big Bang tendría que haber una radiación remante de fondo de baja intensidad en el universo. Dicke buscaba una evidencia cuando Pensias y Wilson se contactaron con su laboratorio y Dicke compartió sus investigaciones con ellos. Para 1970 el trabajo de Dicke, Pensias y Wilson, junto con el trabajo previo de Hubble sobre el movimiento de las galaxias alejándose unas de las otras, era una muy fuerte evidencia de la teoría del Big Bang.

Pensias y Wilson fueron galardonados con el premio Nobel de Física en 1978.