El Big Bang i l'expansió de l'Univers

L'Univers on vivim està en expansió. Ho sabem perquè observem com les galàxies i grups de galàxies s'allunyen entre elles. Aquesta expansió està tenint lloc des de que l'Univers es va formar fa 14.000 milions d'anys en un succés anomenat Big Bang.

Hi ha sis Preguntes Freqüents pel que fa al nostre Univers en expansió:

(1) On està el centre de l'Univers?

No hi ha centre de l'Univers perquè l'Univers no té cap límit. A un Univers finit, l'espai està corbat de manera que si pogués viatjar milers de milions d'anys-llum en línia recta eventualment acabaria tronant al punt de partença. També és possible que el nostre Univers sigui infinit. En tots dos exemples, grups de galàxies emplenen totalment l'Univers i s'allunyen des de tots els punts fent expandir-se l'Univers (veure pregunta 2).

A universe with no center or edge
Un exemple d'un Univers molt petit que conté només 48 estrelles. Una nau espacial volant per entre aquestes estrelles no trobaria el límit d'aquest Univers. Si sortís per una banda de l'Univers ressorgiria per l'altra banda. La tripulació de la nau veuria un infinit nombre d'estrelles al seu voltant. Aquest Univers no té ni límits ni centre.

(2) A quin punt de l'Univers va tenir lloc el Big Bang?

Hi ha una assumpció comú de que el Big Bang va ser una explosió que va tenir lloc a l'espai buit i que aquesta es va expandir per l'espai. Això és un error.

L'espai i el temps es van crear durant el Big Bang. Al principi, de l'Univers l'espai estava completament ple de matèria. Aquesta era originàriament molt calenta i molt densa i aleshores s'expandí i refredà per a generar eventualment les estrelles i galàxies visibles a l'Univers actual.

Malgrat que l'espai pot haver estat concentrat a un únic punt en el moment del Big Bang, és igualment possible que l'espai fos infinit. En ambdós escenaris l'espai estava completament ple de matèria que va començar a expandir-se.

The Expansion of the Universe

Ni hi ha cap centre de la expansió, l'Univers simplement s'expandeix en tots els sentits des de tot arreu. Els observadors de qualsevol galàxia veu la majoria de les altres galàxies de l'Univers allunyant-se d'ells.

La única resposta a la pregunta "On va tenir lloc el Big Bang?" és que va passar a tot arreu de l'Univers.

(3) La Terra s'està expandint amb l'Univers?

La Terra no s'està expandint, ni tampoc el Sistema Solar, ni la Via Làctia. Aquests objectes formats sota la influència de la gravetat que els manté al marge de l'expansió. La gravetat també manté juntes les galàxies en grups i cúmuls. Són principalment els grups i cúmuls de galàxies els que s'estan allunyant entre ells.

(4) Que hi ha fora de l'Univers?

L'espai es va crear amb el Big Bang. El nostre Univers  no té límits ni fi. No existeix "l'exterior" del nostre Univers (veure pregunta 1). És possible que el nostre Univers formi part d'una infinitat d'universos (veure pregunta 5), però aquests universos no precisen necessàriament 'espai' per a existir-hi.

(5) Que existia abans del Big Bang?

El temps es va crear durant el Big Bang, i no sabem si existia abans del Big Bang. Aquesta pregunta és per tant difícil de respondre. Algunes teories suggereixen que el nostre Univers és part d'una infinitat d'universos (anomenat un 'multiverse') que es creen de manera continuada. Això és possible però molt difícil de provar.

(6) Si l'Univers té 14.000 milions d'anys d'edat, com les galàxies poden haver viatjat més de 14.000 milions d'anys-llum de distància?

És probable que el nostre Univers sigui infinit i hagi estat emplenat de matèria per tot arreu des del moment del Big Bang (veure pregunta 2). També hi ha evidències de que en Univers primitiu es podria haver expandit a velocitats superiors a la de la llum. És possible to inflaccionar l'espai de manera que tot i que les partícules no viatgin més ràpidament, l'espai entre elles s'incrementi enormement.

rubber sheet space-time

Podem imaginar que les galàxies són com boles situades sobre una làmina de goma que representa l'espai. Si tensem la goma, les boles s'allunyen. Les boles que estan molt juntes s'allunyaran lentament. Les que estiguin molt separades semblarà que s'allunyen molt ràpidament. No hi ha cap límit a la velocitat a la que l'espai es pot expandir.

The known universe Tornar a la plana de l'Univers Visible