Evidencias del Big Bang: 3 pruebas predichas antes de verse

En 1964, dos ingenieros de los laboratorios Bell llevaban meses peleándose con un zumbido que su antena captaba viniera de donde viniera. Limpiaron los excrementos de las palomas que anidaban dentro. El ruido siguió. Resultó ser el eco del Big Bang, y alguien lo había predicho dieciséis años antes. Eso es lo que separa una evidencia del Big Bang de una simple observación compatible con él: la teoría dijo primero qué había que buscar, y luego apareció.

Qué convierte una observación en una prueba

Cualquier teoría puede explicar lo que ya se sabe: basta con ajustarla después. Lo difícil, y lo que de verdad vale, es que diga con antelación algo que nadie ha visto todavía, con un número concreto, y que ese número aparezca cuando por fin se mide.

Con eso en la cabeza, las tres evidencias clásicas del modelo del Big Bang se leen de otra manera. No son tres cosas que «encajan»: son tres apuestas hechas por adelantado, con dos de ellas cobradas décadas después.

Primera prueba: el universo se expande

En 1929, Edwin Hubble comparó la distancia de varias galaxias con la velocidad a la que se alejan, deducida del desplazamiento de sus líneas espectrales hacia el rojo. Salió una relación limpia: cuanto más lejos, más rápido. Es la ley de Hubble, y su lectura es directa: si hoy todo se separa, ayer estaba más junto.

Conviene deshacer un malentendido muy extendido. Las galaxias no viajan por el espacio alejándose de un punto donde ocurrió la explosión. Es el espacio mismo el que se estira, y las galaxias van montadas en él. No existe un centro: desde cualquier galaxia se ve exactamente lo mismo, con todas las demás huyendo. La analogía útil no es una bomba, sino un bizcocho con pasas metido en el horno: cada pasa se aleja de todas, y ninguna es el centro.

Dar marcha atrás a esa velocidad de expansión lleva a un instante en el que todo estaba concentrado. De ahí sale la edad del universo: 13.787 millones de años, según los datos del satélite Planck, con una incertidumbre de apenas 20 millones. Un margen del 0,15%.

Segunda prueba: el eco que confundieron con palomas

Si el universo empezó caliente y denso, tuvo que estar lleno de radiación. Al expandirse, esa radiación se estiró con él y se enfrió, pero no puede haber desaparecido: sigue ahí, degradada a microondas. En 1948, Ralph Alpher y Robert Herman se atrevieron a poner número a esa temperatura residual: unos pocos grados por encima del cero absoluto.

Nadie fue a buscarla. Dieciséis años después, Arno Penzias y Robert Wilson intentaban calibrar una antena de comunicaciones en Nueva Jersey y no lograban eliminar un ruido de fondo constante. Venía de todas las direcciones del cielo por igual, de día y de noche, en cualquier estación del año. Descartaron interferencias urbanas y limpiaron la antena de excrementos de paloma. El zumbido no se movió. Equivalía a una temperatura de unos 3 grados sobre el cero absoluto.

Lo que convirtió esa medición en la prueba más sólida de la cosmología llegó después. En 1992, el satélite COBE midió el espectro de esa radiación y obtuvo la curva de cuerpo negro más perfecta jamás registrada en la naturaleza: los puntos observados caen sobre la curva teórica con una precisión que ningún otro fenómeno astronómico alcanza. Un resplandor con ese espectro solo se produce si la materia y la radiación estuvieron en equilibrio térmico, cosa que exige que el universo entero fuera opaco y caliente. No hay forma cómoda de conseguir eso sin un pasado denso.

Y hay más información dentro. Sobre ese fondo uniformísimo hay diferencias de temperatura de una parte entre 100.000, cartografiadas primero por COBE, luego por WMAP y con todo detalle por Planck. Esas manchas mínimas son las semillas de las que salieron las galaxias, y su tamaño típico permite calcular la composición del universo. De ahí sale, entre otras cosas, la cantidad de materia oscura que hace falta para que las cuentas cuadren. Toda esa historia está en la radiación cósmica de fondo.

Tercera prueba: la receta química del universo joven

Esta es la menos conocida y, para muchos cosmólogos, la más exigente. Durante los primeros veinte minutos, el universo estuvo lo bastante caliente para fusionar núcleos atómicos, y luego se enfrió demasiado para seguir. En esa ventana se fabricaron los elementos más ligeros, y en unas proporciones que dependen de un solo parámetro: cuánta materia normal había.

Lo notable es que, fijado ese parámetro, la teoría predice de golpe las abundancias de cuatro especies distintas —hidrógeno, helio-4, helio-3 y deuterio— que se miden con técnicas completamente independientes. Y tres de las cuatro salen bien.

El deuterio merece un apunte, porque es el que más fuerza tiene. Es un núcleo frágil: las estrellas lo destruyen, no lo fabrican. Todo el deuterio que existe hoy viene de aquellos primeros minutos, así que medir cuánto queda es leer directamente una cifra del universo recién nacido. Y el valor medido en nubes de gas primitivo coincide con el que exige la cantidad de materia normal deducida del fondo de microondas, que es un método sin ninguna relación con el anterior. Dos caminos independientes, el mismo número. El detalle del proceso está en la nucleosíntesis primordial.

La grieta que crece: la tensión de Hubble

Hay una discrepancia mayor que la del litio, y es la que más está moviendo la cosmología ahora mismo. La velocidad a la que se expande el universo se puede medir de dos maneras muy distintas, y no dan lo mismo.

El camino «desde atrás» parte de la radiación de fondo: se toma el universo de hace 13.800 millones de años, se le aplica el modelo y se calcula cómo debería expandirse hoy. Sale en torno a 67 kilómetros por segundo por megapársec. El camino «desde aquí» mide directamente estrellas cefeidas y supernovas cercanas y va escalando distancias. En 2026, la medición directa más precisa hasta la fecha dio 73,50, con un margen de 0,81.

Los dos métodos son buenos. Los dos han sido revisados por equipos rivales durante años. Y la diferencia, lejos de desaparecer con mejores instrumentos, se ha mantenido o ha crecido: ni el telescopio James Webb ni los reanálisis del fondo cósmico la han cerrado. Se han propuesto explicaciones —desde campos magnéticos primordiales hasta formas exóticas de energía oscura—, pero a día de hoy sigue sin resolverse.

Lo que las evidencias no demuestran

Conviene ser preciso con lo que estas pruebas sostienen y lo que no. Demuestran que el universo tuvo un pasado mucho más caliente, denso y pequeño, y que lleva expandiéndose desde entonces. Eso está firme.

No dicen nada sobre qué pasó en el instante cero ni sobre si hubo un «antes». Las ecuaciones que usamos dejan de funcionar antes de llegar ahí, y donde la teoría se rompe no hay predicción que valer. La singularidad inicial es una señal de que al modelo le falta física, no una descripción de lo que ocurrió.

La primera fracción de segundo se estudia con la teoría inflacionaria, que explica muy bien varias rarezas del fondo de microondas pero todavía no tiene una confirmación del calibre de las tres pruebas de este artículo. Y las alternativas al Big Bang —incluida la vieja teoría del estado estacionario— murieron precisamente al no poder explicar el fondo de microondas ni las abundancias, no por moda. Puedes ver cómo se han ido sucediendo en los distintos modelos cosmológicos.