Texto: Gou Lijun, investigador del Observatorio Astronómico Nacional de la Academia de Ciencias de China
El universo siempre ha sido apasionante y lleno de imaginación. Cuando los seres humanos empezaron a caminar erguidos sobre este planeta y a pensar en el mundo, estaban llenos de curiosidad por el cielo sobre sus cabezas. Además del sol que nos proporciona calor y energía, el cielo nocturno profundo está salpicado de tantos cuerpos celestes brillantes, y también está la luna que nos permite expresar nuestros pensamientos.
Cuando apareció la escritura y comenzó la civilización, personas de diferentes razas utilizaban poemas para describir su curiosidad por el cielo estrellado. Hace más de 2.000 años, el gran poeta chino Qu Yuan escribió en "Cuestiones celestiales": "Al principio de la antigüedad, ¿quién predicaba la verdad? Las partes superior e inferior no se han formado, ¿cómo podemos examinarlas? ¿Quién? ¿Puedes entender lo claro y lo oscuro? Feng Yiwei Xiang, ¿cómo saberlo?" Estaba preguntando sobre las leyes de creación y funcionamiento del universo. Al mismo tiempo, los antiguos filósofos griegos también pensaron en el mismo problema. Incluso propusieron la mundialmente famosa teoría geocéntrica y crearon modelos complejos. Por supuesto, los filósofos chinos no se quedan atrás y han presentado sus propios puntos de vista sobre el universo, como la teoría de Gait, la teoría de Hunt, etc. Ya sea la compleja teoría geocéntrica o la relativamente simple teoría gaitiana, todas creen que la Tierra está ubicada en el centro del universo. Esto se debe a que los humanos en ese momento entendían el universo con sus ojos.
Ya sean humanos antiguos o humanos modernos, en el mismo entorno, el cielo estrellado que los ojos pueden ver es extremadamente limitado y no ha cambiado mucho. Sin embargo, en el otoño de 1609, el astrónomo italiano Galileo Galilei descubrió que un artesano holandés había fabricado una herramienta mágica que podía utilizar una lente para acercar objetos distantes y ampliarlos. Estaba tan emocionado que pronto descubrió cómo funcionaba la herramienta y construyó su propio telescopio. Más tarde, cuando accidentalmente apuntó el telescopio al cielo, la forma en que los humanos entendían el universo cambió por completo. Esto estableció su posición en toda la historia del desarrollo científico, y por eso fue llamado el padre de la ciencia moderna. El telescopio utilizado por Galileo tenía un diámetro de 3,2 cm. Con solo usar este telescopio de pequeño diámetro, vio un mundo completamente diferente, vio cráteres en la superficie de la luna, descubrió los satélites de Júpiter, vio los anillos de "orejas" de Saturno, etc. - tantas cosas que nadie Nunca había visto cosas pasadas. Lo que descubrió fascinó a mucha gente. Como resultado, se construyeron telescopios más grandes, se descubrieron objetos celestes más oscuros e interesantes y la comprensión de la humanidad sobre el universo se renovó una y otra vez.
A pesar de ello, desde hace más de 300 años, la humanidad no ha encontrado una respuesta definitiva a una pregunta, es decir, qué tamaño tiene el universo. En 1920, el Museo Nacional Smithsonian de Historia Natural en Washington, D.C., celebró un debate conocido como el "Debate del Siglo". Dos eminentes astrónomos, Harold Shapley y Heber Curtis, debatieron durante todo el día la cuestión de qué tan grande era el universo. Shapley era director del Observatorio de la Universidad de Harvard en ese momento y Curtis era director del Observatorio Alleghany de la Universidad de Pittsburgh. Shapley creía que la Vía Láctea es el universo entero, mientras que Curtis creía que existen sistemas similares a la Vía Láctea fuera de la Vía Láctea. Esta última es la teoría del universo insular. Desafortunadamente, aunque se había construido el Telescopio Hooker de 2,5 metros con mayor apertura en ese momento (construido en 1917), no fue hasta unos años más tarde que el astrónomo estadounidense Hubble utilizó este telescopio para confirmar en 1924 que la Nebulosa de Andrómeda giró. Para las galaxias situadas fuera de la Vía Láctea, el debate sobre el tamaño de la Vía Láctea apenas está zanjado. El universo resulta ser tan vasto. Aquí es donde comienza el viaje de la humanidad hacia la exploración del universo moderno.
En 1929, cinco años después de que Hubble descubriera la primera galaxia extragaláctica, Hubble hizo otro descubrimiento que sorprendió al mundo y llamó mucho la atención, es decir, la velocidad a la que las galaxias que están más alejadas de la Tierra en realidad se forman. Alejándose de la Tierra más rápido, esto es lo que ahora conocemos con la ley de Hubble. Sin embargo, dos años antes de que Hubble descubriera este fenómeno desde una perspectiva observacional, un sacerdote belga experto en relatividad general había predicho teóricamente esta relación: el físico Georges Lemaître. Lemaître incluso propuso la ya conocida teoría del Big Bang basándose en su descubrimiento.
Por supuesto, las observaciones de Hubble proporcionaron la base de observación para la teoría del Big Bang. Sin embargo, durante mucho tiempo, debido a la falta de más evidencia observacional, la teoría del Big Bang siguió siendo ridiculizada por algunos científicos y no fue aceptada por el público.
La teoría del Big Bang predice que la radiación en el universo primitivo ya debería haberse enfriado para producir una radiación en la banda de microondas, que debería llenar todas las direcciones del cielo y ser uniforme. No fue hasta 1965 que ocurrió otro hecho muy accidental. Cuando dos ingenieros de los Laboratorios Bell de Estados Unidos estaban comprobando las señales de comunicación, descubrieron que siempre había algún ruido de fondo que no se podía eliminar. Finalmente, descubrieron que se trataba del fondo cósmico de microondas que físicos y astrónomos habían estado buscando, un remanente del Big Bang. Este es un descubrimiento accidental e importante, y también se ha convertido en la evidencia observacional más importante para la teoría del Big Bang. En este punto, finalmente se encontró la respuesta a la pregunta sobre el origen del universo que buscaba Qu Yuan. Más tarde, para medir con precisión el fondo cósmico de microondas, los humanos lanzaron una serie de satélites, desde el COBE (Cosmic Background Explorer) original hasta el posterior WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), y luego hasta el satélite Planck. Es con la ayuda de estos satélites, así como de otros telescopios, que podemos comprender bien la composición y evolución del universo. Y luego al satélite Planck. Es con la ayuda de estos satélites, así como de otros telescopios, que podemos comprender bien la composición y evolución del universo.
En los casi 100 años transcurridos desde que Hubble descubrió la primera galaxia extragaláctica, nuestra comprensión del universo ha experimentado cambios trascendentales. Entendemos la composición del universo, desde la materia bariónica que originalmente constituía todo el universo, hasta la posterior materia oscura y luego la ahora conocida energía oscura. Estas dos últimas representan el 95% de la composición de todo el universo. . Por supuesto, hemos desarrollado una buena comprensión de la evolución y estructura de todo el universo, y la edad del universo puede ser muy precisa. Preguntas como la estructura geométrica del universo pueden encontrar pistas en los datos del fondo cósmico de microondas.
Esta "Breve historia del universo" es una revisión de nuestra comprensión del universo. Utiliza palabras muy fáciles de entender para presentar las respuestas que la gente ha estado buscando. Además de presentar el sentido común básico de la cosmología, este libro también nos introduce en los campos de vanguardia de la cosmología, lo que nos permite comprender el desarrollo del universo. El autor de este libro es el profesor Lyman Page, uno de los miembros del equipo WMAP y una autoridad en el campo de la cosmología.
Los antiguos decían: "Las cuatro direcciones arriba y abajo se llaman universo, y el pasado y el presente se llaman universo". En este pequeño libro, podemos aprender casi todo sobre el universo. todos pueden encontrarse en este universo de libros.
Sobre el autor:
[US] Lyman Page
Decano del Departamento de Física de la Universidad de Princeton, miembro de la Academia Nacional de Ciencias, American Arts y Académico de Ciencias de la Academia de Ciencias.
Es un experto en cosmología observacional y uno de los co-investigadores originales de la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson (WMAP), que se utilizó para realizar mediciones precisas de la edad del universo.
En 2010, ganó el Premio Shaw de Astronomía, conocido como el "Premio Nobel de Oriente", por sus importantes logros a la hora de desentrañar la edad del universo.
En 2018, ganó el Premio a la Innovación 2018 en Física Básica porque "el equipo experimental WMAP dibujó un mapa detallado del universo primitivo y mejoró la comprensión humana de la evolución del universo".