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El nacimiento del microcosmos: ¿cómo se formaron las partículas elementales en el universo primitivo?
Desde el Big Bang, el tiempo del universo ha sido mucho más que una vastedad infinita. Durante los últimos 13.800 millones de años, el Universo ha experimentado innumerables cambios, el más sorprendente de los cuales es la formación de partículas elementales. Esta formación no sólo es la base de la estructura del universo, sino también el punto de partida para comprender toda la materia. Los científicos siguen investigando cómo se formaron las partículas elementales en el universo primitivo. Desde las estructuras microscópicas hasta el universo macroscópico, este es un viaje lleno de misterios.
Los primeros días del universo a menudo se dividen en varias fases, las primeras de las cuales son cruciales para nuestra comprensión de la formación de partículas elementales. Cuando nació el universo, probablemente se estaban reconfigurando los conceptos de tiempo y espacio. La llamada época de Planck fue un período extremadamente corto, que ocurrió unos 10-43 segundos después del Big Bang. . Durante este período, las leyes actuales de la física podrían no aplicarse para describir el comportamiento del universo. Luego, con el tiempo, la gravedad y las cuatro interacciones fundamentales se hicieron evidentes.Al principio del universo, el origen de toda la materia y la energía debe remontarse al momento del Big Bang, que fue un período de grandes cambios e intensa interacción.
Después de la época de Planck, cuando el Universo se expandió y se enfrió, los científicos especulan que pueden haber ocurrido una serie de rupturas de simetría, lo que podría explicar la asimetría entre materia y antimateria que observamos hoy.
Entre aproximadamente 10-36 segundos y 10-32 segundos, el Universo entró en un proceso llamado la época electrodébil. En esta etapa, las interacciones fuertes y las interacciones electrodébiles comenzaron a separarse, marcando la formación inicial de partículas elementales. La importancia de este período no radica sólo en su duración, sino también en el hecho de que sentó las bases para la estructura de partículas posterior.
El Universo pasó por un período llamado inflación, un período de cambio rápido en el que el volumen del Universo aumentó mucho en comparación con su volumen de hace unos pocos tiempos cósmicos. Este proceso no es sólo la expansión del espacio, sino también la liberación de energía, que es crucial para la producción de partículas elementales. Aproximadamente a los 10-32 segundos, esta expansión comienza a desacelerarse.
Este período de rápida expansión no sólo provocó cambios en la distribución de partículas, sino que también fue el origen de la formación de la actual estructura a gran escala del universo.
A medida que el universo se expandió aún más, hace unos 380.000 años, las partículas elementales comenzaron a agregarse en estructuras más grandes. Esas diminutas partículas subatómicas, incluidos protones y neutrones, comenzaron a combinarse en ese momento, evolucionando gradualmente hacia formas de partículas más complejas y añadiendo posibilidades para la formación posterior de galaxias. En esta etapa, la cantidad de materia que sobrevivió al proceso de materia y antimateria era excesiva, convirtiéndola en el componente principal del universo.
A medida que transcurrió el tiempo, hace unos 18.000 años, los electrones comenzaron a combinarse con núcleos de helio para formar helio, un proceso que marcó el comienzo de la reorganización del universo. Unos 370.000 años después, se formaron átomos de hidrógeno y la radiación cósmica de fondo se fue haciendo transparente. La radiación de fondo de microondas (CMB) de esa época todavía se puede observar en el universo hoy en día.
Estos primeros fotones, como primeros mensajeros del universo, nos cuentan la verdadera memoria de la existencia del universo.
Después de cientos de miles de años de mareas oscuras, combinadas con la materia en constante contracción y reorganización, la gravedad en el universo comenzó a hacer efecto, formando gradualmente una estructura más compleja. Hace entre 200 y 500 millones de años comenzaron a aparecer las primeras galaxias y estrellas. Estos primeros cuerpos celestes no solo aportaron elementos para la posterior formación de galaxias, sino que también inyectaron nueva materia al universo mediante explosiones de supernovas.
Por supuesto, la formación de partículas elementales es sólo el comienzo de la historia del universo. A medida que se crean más cuerpos celestes, la gravedad interactúa con otras fuerzas fundamentales, haciendo que la estructura del universo sea cada vez más profunda y rica. Todo esto nos dice que el universo es como un libro grueso, esperando a ser llenado con cada página. El universo actual continuará evolucionando con el tiempo, dejando más preguntas que vale la pena explorar.
Los misterios del origen del universo aún no han sido resueltos por completo. Solo podemos esperar que las futuras investigaciones aporten respuestas más claras a estas difíciles preguntas.
