EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO (3).
Continuación de Evolución del Universo (2).
Por Jaime Saiz.
Tras tratar en el artículo anterior el comienzo primordial de nuestro Universo, veremos a continuación su evolución hasta que tenía una edad de sólo una décima de milésima de segundo.
Era GUT
El primer atisbo de ciencia real lo empezamos a tener a partir de los 10 -43 segundos, cuando la gravedad se separa de la fuerza unificada —se «congela»— y disponemos ya de dos fuerzas. A partir de este instante, hasta los 10 -35 segundos, se extiende la llamada era de la gran unificación o era GUT, en la que la energía de las colisiones de cada dos partículas era, hacia su final, equivalente a la energía de diez jugadores de rugby corriendo a toda velocidad.
En esta época se generan copiosamente las llamadas partículas X —relacionadas con la Gran Unificación—, y los quarks se convertían en leptones y viceversa, debido a que, en realidad, en este tiempo eran lo mismo. Disponemos ya, pues, de dos tipos de partículas: los leptones-quarks y los bosones —partículas X, gluones, fotones— [1].
En esta era, el Universo no es tan sencillo como en el Tiempo de Planck que vimos, pero con dos fuerzas y dos familias de partículas dista mucho de la complejidad actual.
Era electrodébil
Esta era empieza 10 -35 segundos después del origen y termina hacia los 10 -10 segundos. La temperatura al comienzo de esta era es de unos 10 26 K —un 1 seguido de 26 ceros—, algo imposible de imaginar, pero insuficiente para mantener unidas a la fuerza nuclear fuerte y a la fuerza electrodébil —unión entre la fuerza electromagnética y la fuerza nuclear débil—, de modo que la primera se «congela» y deja tres fuerzas: gravitatoria, fuerte y electrodébil.
Como consecuencia de la segunda congelación, dejaron de producirse partículas X. En este momento, había igual número de partículas X que de anti-X. Resulta que en la desintegración de estas partículas existe un proceso que viola la simetría —casi— universal entre materia y antimateria. El resultado es que el Universo se encontró de pronto con un exceso de materia sobre antimateria. Este exceso es mínimo: habría 1.0001000.000 de ‘antiquarks’ por 1.0001000.001 de quarks. Sin embargo, cuando materia y antimateria se aniquilan en los instantes siguientes, esos quarks sobrantes generan toda la materia del Universo.
En este periodo, el Universo dobla su tamaño cada 10 -34 segundos. En un abrir y cerrar de ojos, una región 10 -36 veces más pequeña que un protón se infla hasta los 10 cm., un tamaño que ya podemos manejar.
Era de los quarks
Hacia los 10 -10 segundos después de su origen, el Universo está a unos 10.000 billones de grados. A partir de este instante, la energía con que colisionan las partículas ya no es suficiente como para mantener unidas las fuerzas electromagnética y débil, que se desacoplan: el Universo dispone ya de las cuatro fuerzas que hoy conocemos, y comienza la era de los quarks, a partir de la cual ya no se produce ningún cambio en las fuerzas que rigen las interacciones. Las sucesivas «congelaciones» afectarán solamente al estado en que se presenta la materia.
En este periodo y hasta los 10 -4 segundos disponemos de quarks libres y leptones —las partículas elementales en su estado más «natural»—, además de los fotones y el resto de partículas transmisoras o bosones.
[1] Actualmente se conocen cientos de tipos de partículas elementales que constituyen la materia, clasificadas en tres grandes grupos: leptones, que pueden desplazarse libremente, como los electrones y neutrinos; quarks, prisioneros actualmente dentro de partículas más grandes llamadas bariones —como los protones y neutrones—, pero que en un principio se encontraban libres; y bosones, que transmiten las cuatro fuerzas de la Física, como el fotón, portador de la fuerza electromagnética, el gluón, portador de la fuerza fuerte, etc.
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