amanecer cósmico

Tres armarios con piedras. En uno, granos metálicos y el mineral gris enstatita; en el segundo, los mismos granos pero con vetas oxidadas; en el tercero, arcillas estratificadas, hinchadas de agua. Los tres conjuntos se extrajeron de meteoritos caídos en la Tierra: las condritas.

En julio de 1969, cuando el Apolo 11 volaba hacia la Luna, los astronautas notaron algo inusual: breves destellos de luz que aparecían incluso con los ojos cerrados. Al principio lo atribuyeron al cansancio, pero los destellos se repitieron en distintas tripulaciones.

En los primeros 500 millones de años después del Big Bang, las galaxias crecían a un ritmo vertiginoso. El gas caía rápidamente en ellas y colapsaba en estrellas sin encontrar resistencia. Este período se conoce como 'formación estelar sin obstáculos'.

Agua hirviendo en una olla: por ahí hay que empezar. Las burbujas de vapor suben, estallan y la superficie se calma. Más o menos así, en los primeros instantes de la vida del universo, podría haberse comportado un campo especial que llenaba el espacio: en él se inflaban y chocaban burbujas de una nueva fase, como islotes de vapor en un líquido.

Dos ciudades sufren una serie de incendios. En una, el viento dispersa las cenizas mucho más allá de las afueras y el cielo permanece despejado. En la otra, las cenizas se asientan formando un denso velo que tiñe los atardeceres de carmesí.

Tres cuerdas invisibles vibran en el vacío intergaláctico. No es poesía, sino una hipótesis sobre la naturaleza de la materia oscura: un campo cuántico ultraligero con espín 1, que porta tres polarizaciones.

En los primeros instantes después del Big Bang, la transición de fase cósmica dividió el plasma caliente en regiones con diferentes vacíos — los estados de menor energía del campo.

Hace dos mil años, en la constelación de Eridanus, brillaba un faro resplandeciente que quedó registrado en los catálogos de los astrónomos antiguos. Hiparco, en el año 129 a.C., lo anotó como estrella de primera magnitud; Ptolomeo confirmó su brillo en el Almagesto, y el sabio persa al-Sufi, en 964, todavía la veía entre las más brillantes.

El universo temprano experimentó una expansión vertiginosa: la inflación. En fracciones diminutas de segundo, las pequeñas fluctuaciones cuánticas se estiraron hasta alcanzar el tamaño de galaxias y se convirtieron en los gérmenes de toda la estructura a gran escala.

Las estrellas nacen en nubes frías de polvo cósmico y hidrógeno. Dentro de estos capullos, las protoestrellas —los núcleos de las futuras luminarias— durante mucho tiempo se consideraron solo acumulaciones calientes.

Una ciudad enorme enciende nuevas farolas cada noche. Pero un día azota un huracán que arranca todo el combustible de los almacenes, y las farolas se apagan una tras otra. Algo parecido han vislumbrado los astrónomos en una galaxia cuya luz ha tardado 12,5 mil millones de años en llegarnos.

Una estrella masiva termina su vida con un colapso grandioso: el núcleo se comprime en una estrella de neutrones o un agujero negro, mientras las capas externas se dispersan en una deslumbrante supernova.

El Universo suena. No en el sentido habitual: su sinfonía está grabada en las minúsculas variaciones de densidad a partir de las cuales crecieron las galaxias y nosotros mismos.

El origen del caliente Big Bang es uno de los mayores misterios. La imagen habitual: tras la inflación, el campo del inflatón transfiere energía a las partículas ordinarias, calentando el Universo. Pero la materia oscura y la energía oscura sugieren que la naturaleza tiene sectores ocultos.

El universo se expande, y en su historia hay dos episodios sorprendentes que aún no encajan en el panorama simple. El primero es un período corto en su juventud, cuando todo se dispersaba más rápido de lo esperado, como si alguien hubiera pisado el acelerador. El segundo es la aceleración actual, como si el mismo pedal estuviera pisado de nuevo, pero con más suavidad.

Una calle donde acaban de construir casas. Unas lucen ventanas limpias, otras están cubiertas de polvo de obra. Así más o menos eran las galaxias cuando el universo tenía apenas unos cientos de millones de años. El nuevo telescopio James Webb ha mirado en esa época y ha visto decenas de brillantes islas estelares.

Un agujero negro diminuto, no más grande que un núcleo atómico, flota en una nube de hidrógeno. No engulle todo lo que lo rodea, sino que se desangra lentamente en radiación, adelgazando a cada instante. Así, una olla en el fuego no hierve de inmediato: primero corren burbujas por el fondo, luego el agua burbujea cada vez más fuerte.

El telescopio JWST detectó muchas galaxias brillantes en el Universo joven. Su luz ultravioleta apenas era absorbida por el polvo cósmico — contrariamente a las expectativas previas.

Los axiones son partículas elementales hipotéticas introducidas en la teoría por Roberto Peccei y Helen Quinn en 1977 para resolver el llamado problema fuerte de CP en el modelo estándar de la física de partículas.

En un jardín donde las primeras flores no solo se abren, sino que de inmediato dejan caer semillas mucho más allá de la cerca, hay algo increíblemente generoso. Algo parecido ocurría en el universo joven.

Se abre un viejo cofre con reliquias familiares y dentro hay joyas que se creían contemporáneas de la bisabuela. Pero de repente se descubre que el oro fue refundido y las piedras fueron talladas de nuevo, y que esto ocurrió mucho más tarde de lo que se pensaba. Una historia similar les sucedió a las partículas más antiguas de los meteoritos: las inclusiones ricas en calcio y aluminio, o CAI.

Tras el Big Bang, el Universo se llenó de gas frío, principalmente hidrógeno neutro y helio. Envolvió el cosmos como la niebla matutina, impenetrable para la luz. Así comenzó la Edad Oscura. Cuando se encendieron las primeras galaxias, su radiación, como un potente reflector, empezó a arrancar electrones de los átomos.

La luz de un cuásar lejano —el brillante núcleo de una galaxia— pasa cerca de una galaxia masiva y se desvía, como el haz de una linterna a través de un vidrio irregular. Si la lente y la fuente están casi perfectamente alineadas, no vemos un solo cuásar, sino varias copias del mismo.

Después del Big Bang, el Universo bullía como una 'sopa' ardiente de partículas fundamentales. Al expandirse y enfriarse, la sopa se fue 'solidificando' gradualmente en protones y neutrones, de forma parecida a la cristalización.

La materia oscura es una sustancia invisible que impide que las galaxias se dispersen. Si sus partículas se desintegran ocasionalmente cerca del Sol, expulsan chorros de partículas rápidas — como martillos invisibles golpeando la luz.

Justo después del Big Bang el Universo era como una sopa burbujeante: del vacío emergían y se hundían pares de partículas y antipartículas. Pero la brusca expansión — época descrita por Alan Guth y Andrei Linde — selló esa olla con una tapa.

En los albores de la Tierra, hace unos cuatro mil millones de años, el planeta era un lugar hostil: un sol tenue, frecuentes impactos de asteroides, aire sin oxígeno. En tales condiciones, los primeros pasos de la vida parecen casi imposibles.

La luz de una galaxia lejana ha viajado hasta nosotros durante 13,4 mil millones de años. El telescopio James Webb la capturó y la descompuso en colores. En el espectro se ve una línea brillante de hidrógeno, como una huella dactilar que dice: la galaxia GS-z13-1-LA está formando estrellas activamente.

Mucho antes de que aparecieran las estrellas, el universo estaba lleno de hidrógeno frío. Este gas sabe "cantar": emite ondas de radio de 21 centímetros de longitud.

Las primeras estrellas se encendieron a partir de nubes que no contenían nada más que hidrógeno y helio. Los elementos pesados —carbono, oxígeno, hierro— aparecieron más tarde, en el interior de las estrellas.

El cielo nocturno parece oscuro, pero en realidad está lleno de un débil resplandor. La mayor parte de esta luz nace en nubes invisibles de gas frío, el mismo del que surgen las nuevas estrellas. Este gas apenas emite radiación, por lo que es difícil de detectar. Pero a veces se delata mediante ondas de radio que emiten las moléculas de monóxido de carbono (CO).

El horno donde una vez se hornearon las primeras estrellas se ha enfriado hace mucho, pero quedan migas de aquel pan. Esas migas son átomos de carbono esparcidos por la superficie de estrellas viejas en diminutas galaxias satélite de la Vía Láctea.

En las frías nubes de gas interestelar, el carbono se esconde en moléculas de monóxido de carbono (CO), como el azúcar disuelto en el té. Pero cerca de estrellas masivas y calientes, ese 'té' hierve: la radiación intensa rompe las moléculas y el carbono sale en forma de átomos individuales o iones.

Unos cientos de millones de años después del Big Bang, el universo era como un vasto océano oscuro, cubierto por una espesa niebla de hidrógeno neutro (no ionizado). Luego, algo disipó la bruma: la radiación ultravioleta arrancó electrones de los átomos, volviendo el gas transparente como agua limpia.

Un cúmulo masivo de galaxias funciona como una lente gigante. Su gravedad curva el tejido del espacio, y la luz de objetos distantes, al rodear esta curvatura, se amplifica y se divide.

Analizando las marcas de color —la relación de brillo en diferentes rangos espectrales — en las imágenes del telescopio espacial James Webb, los astrónomos identificaron galaxias cuya luz se corta bruscamente en la región ultravioleta.

El Sol, con su gravedad, crea una copa invisible en la que la materia oscura de un tipo especial, ultraligera, no se agita caóticamente, sino que ocupa estrictos escalones energéticos, como capas transparentes de un líquido.

Después del Big Bang, el universo era caliente y denso. En los cúmulos de materia oscura — una sustancia invisible que solo se siente por gravedad — sus partículas, al chocar, desaparecían, generando una poderosa radiación. Este calor oculto, como un hogar invisible, calentaba las nubes de gas desde dentro.

El telescopio espacial James Webb observó una época en la que, tras el Big Bang, el universo tenía apenas mil millones de años, y encontró la galaxia «Dormilona». A diferencia de sus vecinas, que brillaban con estrellas jóvenes, ella parecía cansada y apagada.

El Universo existe en un estado de vacío falso, como agua contenida tras una presa. Detrás se esconde el vacío verdadero, un abismo con leyes diferentes. Normalmente, el agua solo puede filtrarse en un fino hilo a través de poros (efecto cuántico), pero casi no cambia el nivel.