En 1948, la teoría del estado estacionario aportó una nueva mirada sobre la evolución del universo.
La teoría del estado estacionario es un postulado que afirma que el universo carece de principio y de final. De acuerdo con sus preceptos, se crea constantemente nueva materia, lo cual permite mantener constante la densidad del universo pese a su expansión.
Este modelo cosmológico fue desarrollado por Fred Hoyle, Thomas Gold y Hermann Bondi en 1948. Se trató de una alternativa a la teoría del Big Bang que prescinde de la hipótesis de la explosión y sostiene que el universo, a gran escala, siempre tiene la misma apariencia independientemente del momento y el lugar de observación. Este supuesto se conoce como principio cosmológico perfecto.
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ResumenHistoria de la teoría del estado estacionario
La teoría del estado estacionario surgió en la Universidad de Cambridge a partir del trabajo de los astrofísicos Hoyle, Gold y Bondi. Estos expertos comenzaron a indagar sobre ciertas cuestiones que el modelo del Big Bang (denominación dada por el propio Hoyle) no resolvía o no aclaraba.
Por un lado, estos especialistas consideraron que el principio cosmológico debía extenderse: si el universo resultaba uniforme en el espacio, manteniendo la homogeneidad y la isotropía, también tenía que serlo a nivel temporal. Por otra parte, los científicos de Cambridge plantearon la contradicción entre la edad del universo sugerida entonces por el modelo del Big Bang (unos 2.000 millones de años, teniendo en cuenta el cálculo de la tasa de expansión) y la edad de la Tierra postulada por los geólogos (entre 3.000 y 4.000 millones de años): el universo no puede ser más joven que un planeta.
Frente a este panorama, Hoyle, Gold y Bondi propusieron la idea de la creación continua de materia. Así, si se crea materia de manera constante a un ritmo muy bajo, van surgiendo nuevas galaxias mientras las antiguas se alejan. Eso garantiza la densidad constante del universo.
En este marco, fue Hoyle quien introdujo el concepto de campo C (campo de creación) para explicar la generación continua de materia. Para esto modificó las ecuaciones que había dado a conocer Albert Einstein en su teoría de la relatividad general. Bondi y Gold, en tanto, se centraron en la idea de la simetría temporal.
Con el tiempo, el principio cosmológico perfecto de la teoría del estado estacionario fue refutado. En la década de 1950, Martin Ryle contribuyó a demostrar, mediante observaciones radioastronómicas, que la cantidad y la distribución de los objetos que emiten ondas de radio variaban con la distancia, lo cual evidenciaba que el universo evoluciona con el tiempo y contradecía las predicciones de la teoría del estado estacionario. Asimismo, en 1964, el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo de microondas por parte de Robert Wilson y Arno Penzias planteó un problema que los postulados de Hoyle, Bondi y Gold no podían resolver, a diferencia del modelo del Big Bang.
La radioastronomía permitió realizar una contrastación empírica contraria a las predicciones de la teoría del estado estacionario.
Principales características
El pilar de la teoría del estado estacionario es la inmutabilidad del universo en el tiempo. Mientras que la cosmología tradicional afirma que el cosmos es isotrópico y homogéneo en el espacio, el principio cosmológico perfecto añade la dimensión temporal: se ve siempre igual en cualquier punto del espacio y en cualquier momento.
La teoría del estado estacionario, asimismo, sostiene la existencia de un universo sin principio ni fin o universo eterno. De este modo, rechaza la explosión originaria (descartando un tiempo cero) y la posibilidad de colapso (el llamado Big Crunch), ya que sostiene la expansión continua y eterna.
Como ya se indicó, recurre a la creación de materia para explicar por qué, pese a la expansión que provoca que las galaxias se alejen, la densidad no disminuye. Si del vacío surge materia constantemente, de manera gradual se desarrollan nuevas estrellas y galaxias que ocupan el espacio dejado por el alejamiento de las más viejas.
En definitiva, según la teoría, la composición química, la temperatura media y la cantidad de galaxias por unidad de volumen deberían mantenerse constantes en el tiempo o sin cambios a gran escala.
La teoría del estado estacionario tuvo relevancia en la astronomía, aunque los avances en la observación astronómica hicieron que perdiera aceptación científica.
De la teoría del estado estacionario a la teoría del estado cuasi-estacionario
Aunque el fondo cósmico de microondas y otros hallazgos aportaron evidencias que contradijeron las ideas principales de la teoría del estado estacionario, sus principios fueron revisados en un intento de adaptarse a las nuevas evidencias. Así, en 1993, Hoyle, Jayant Narlikar y Geoffrey Burbidge presentaron la teoría del estado cuasi-estacionario.
Este modelo reconoce una expansión del universo a muy largo plazo, aunque combinada con ciclos más cortos de expansión y contracción. De acuerdo con esta visión, hay oscilaciones en el marco de la expansión general.
Además, a diferencia de la teoría del estado estacionario, que sostiene que se crean átomos en el vacío constantemente, propone que la nueva materia se inyecta en el universo mediante eventos masivos que son como pequeños Big Bangs, los cuales promueven la fase de expansión en las oscilaciones cíclicas. Sobre la radiación cósmica de fondo de microondas, la teoría del estado cuasi-estacionario considera que se debe a la redistribución de luz estelar por parte de polvo intergaláctico.
No obstante, instrumentos como el satélite Planck, la sonda WMAP y el satélite COBE realizaron observaciones que evidencian que el comportamiento de la radiación cósmica de fondo de microondas es coincidente con el modelo del Big Bang y no con la teoría del estado cuasi-estacionario, así como tampoco se hallaron evidencias del polvo intergaláctico. Estas cuestiones, sumadas a la necesidad de incorporar parámetros arbitrarios y complejos para desarrollar sus explicaciones, hicieron que este modelo perdiera relevancia a nivel científico, al igual que la teoría del estado estacionario.
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