Cosmología, relatividad, mecánica cuántica y Big Bang: conceptos clave del universo

Conceptos fundamentales sobre el universo

En este texto se exponen y corrigen definiciones y conceptos básicos relacionados con el origen, la estructura y las teorías físicas que describen el universo.

Conceptos clave

• Cosmología: La cosmología se basa en el estudio de las propiedades físicas del universo desde su origen, su forma, su tamaño y todo lo que lo compone. Este término ha sido objeto de estudio en las civilizaciones más antiguas; en ellas el ser humano comenzó a observar patrones de movimiento en los astros, lo que le permitió predecir el movimiento de la luna, las estrellas, el sol e incluso anticipar eclipses.
• Cosmogonía: La cosmogonía es una narración del comienzo del cosmos y de su posterior desarrollo; muchas religiones aluden a una cosmogonía que puede entenderse como la explicación del origen y la evolución del universo.
• Cosmovisión: La cosmovisión es la manera de ver e interpretar el mundo. Se trata del conjunto de creencias que permiten analizar y reconocer la realidad a partir de la propia existencia. Puede hablarse de la cosmovisión de una persona, de una cultura o de una época.

Teoría de la relatividad

La teoría de la relatividad incluye tanto la teoría de la relatividad especial como la de la relatividad general, formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX. Estas teorías pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y las ecuaciones del electromagnetismo.

Relatividad especial

La teoría de la relatividad especial trata de la física del movimiento de los cuerpos en ausencia de campos gravitatorios. En ella se compatibilizan las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo con una reformulación de las leyes del movimiento, introduciendo conceptos como la constancia de la velocidad de la luz y la relación entre espacio y tiempo.

Relatividad general

La teoría de la relatividad general es una teoría de la gravedad que reemplaza a la gravedad newtoniana para describir efectos en campos gravitatorios intensos. No obstante, coincide numéricamente con la gravedad newtoniana en campos gravitatorios débiles y a velocidades relativamente pequeñas. La teoría general se reduce a la teoría especial en ausencia de campos gravitatorios.

Mecánica cuántica

La mecánica cuántica surge para explicar el comportamiento de la materia a escala microscópica: el átomo y las partículas subatómicas. Estas partículas se comportan a la vez como corpúsculo y como onda; son radiaciones ondulatorias que se transmiten por paquetes de energía.

Teoría del Big Bang

La teoría del Big Bang plantea que el universo no es estático, sino que se encuentra en expansión. Esta teoría describe el inicio y la evolución del universo hasta el presente. Según interpretaciones derivadas de la teoría de la relatividad de Einstein, en un principio toda la materia estaba concentrada en un solo punto infinitamente pequeño con una densidad y una temperatura enormes. Se originó así una explosión que multiplicó su tamaño y emergieron las partículas subatómicas, que comenzaron a expandirse.

Resumen

Cosmología, cosmogonía y cosmovisión ofrecen marcos distintos para comprender el universo: desde la descripción científica de sus propiedades físicas hasta las narraciones sobre su origen y las interpretaciones culturales y personales de la realidad. Las teorías físicas modernas, como la relatividad y la mecánica cuántica, junto con el modelo del Big Bang, constituyen las bases de la cosmología contemporánea.