En cosmología, se llama teoría del "Big Bang" o de la "gran explosión" a un modelo dentro de la teoría de la relatividad general, que describe el desarrollo del Universo temprano y su forma (técnicamente se trata de una colección de soluciones de las ecuaciones de la relatividad general, llamados modelos de Friedmann-Robertson-Walker). El término "Big Bang" se utiliza tanto para referirse específicamente al momento en el tiempo en el que se inició la expansión observable del universo (cuantificada en la ley de Hubble), como en un sentido más general para referirse al paradigma cosmológico que explica el origen y la evolución del mismo. Curiosamente el astrofísico inglés Fred Hoyle fue uno de los detractores de esta teoría, y a su vez uno de los principales defensores de la teoría del estado estacionario) quien, en 1950 y para mofarse, caricaturizó esta explicación con la expresión big bang ("gran explosión", "gran boom" en el inicio del universo), nombre con el que hoy se conoce dicha teoría. 

La idea central del "Big Bang" es que la teoría de la relatividad general puede ser combinada con las observaciones de isotropía y homogenidad a gran escala de la distribución de galaxias y los cambios de posición entre ellas, permitiendo extrapolar las condiciones del universo antes o después en el tiempo. 

Una consecuencia de todos los modelos de "Big Bang" es que en el pasado el universo tenía una temperatura más alta y una mayor densidad y por tanto que las condiciones del universo actual son diferentes de sus condiciones en el pasado o en el futuro. A partir de este modelo, George Gamow en 1948 pudo predecir que debería haber evidencia de un "Big Bang" en un fenómeno más tarde bautizado como radiación de fondo de microondas cósmicas (CMB). El CMB fue descubierto en la década de los 60 y se utiliza como confirmación de la teoría del Big Bang sobre su más importante alternativa, la teoría del estado estacionario. 

Para llegar a esta explicación, diversos científicos, con sus estudios, han ido construyendo el camino que lleva a la génesis del modelo del Big Bang. 

Los trabajos de Alexander Friedman, del año 1922, y de Georges Lemaître, de 1927, utilizaron la teoría de la relatividad de Albert Einstein para demostrar que el universo estaba en movimiento constante. Poco después, en 1929, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble (1889-1953), descubrió galaxias más allá de la Vía Láctea que se alejaban de nosotros, como si el universo se dilatara constantemente. En 1948, el físico ruso nacionalizado estadounidense, George Gamow (1904-1968), planteó que el universo se creó a partir de una gran explosión (Big Bang). Recientemente, ingenios espaciales puestos en órbita (COBE) han conseguido "oír" el eco de esta gigantesca explosión primigenia. 

Dependiendo de la cantidad de materia en el Universo, éste puede expandirse indefinidamente o frenar su expansión lentamente hasta producirse una contracción global. El fin de esa contracción se conoce con un término contrario al Big Bang: el Big Crunch o 'Gran Colapso'. Si el Universo se encuentra en un punto crítico, puede mantenerse estable ad eternum

Breve explicación sobre la teoría del Big BangPublicado: 16 octubre, 2009 en Ciencia

58¿Hubo realmente un comienzo en el Cosmos? La mayor parte de los astrónomos diría que la

discusión es excedente: muchos de ellos dicen que el Universo comenzó con una explosión

gigante, el Big Bang. La teoría de esta gran explosión tuvo su comienzo con las observaciones

realizadas por Edwin Hubble, que demostró un Universo en expansión. ¿Si uno se imagina la

historia del Universo como un filme, qué sucede cuando se muestra la película al revés? Todas

las galaxias se moverían más cerca y más cerca, hasta que eventualmente todas se consiguen

machacándose juntas en una esfera masiva y minúscula. Es justo esta forma de pensar lo que

condujo al concepto de la gran explosión.

 Para algunos científicos el Big Bang marca el instante en el que comienza el Universo, cuando el

espacio y el tiempo vinieron a la existencia y toda la materia en el cosmos empezó a ampliarse.

Asombrosamente los teóricos deducen la historia del Universo en fechas tan tempranas de

apenas 10-43 segundos (10 millones de trillones de trillones de un segundo) después de la gran

explosión. Antes de este tiempo las fuerzas de la gravedad, el electromagnetismo, y la fuerza

nuclear débil y fuerte, estaban unificadas. Para instantes anteriores los físicos aún tratan de

desarrollar teorías que expliquen la unificación de estas fuerzas: es la llamada teoría de las

supercuerdas que se desarrolla en muchos centros de investigación.

 En breves palabras, el proceso de la gran explosión sería: durante el primer segundo o menos

del Universo, los protones, los neutrones y los bloques constituyentes de los átomos, fueron

formados, cuando los fotones chocaron y convirtieron su energía en masa, y las cuatro fuerzas

estaban partidas en identidades separadas. La temperatura del Universo también se refrescó

durante este tiempo, de cerca de 1032 grados (de 100 millones de trillón de trillones) a 10 mil

millones de grados. Aproximadamente tres minutos después de la gran explosión, cuando la

temperatura bajó a mil millones de grados, los protones y los neutrones se combinaron para

formar los núcleos de algunos elementos más pesados, el más notable posible es el helio.

El paso principal siguiente no ocurrió hasta 300.000 años después de la gran explosión, cuando

el Universo se había refrescado lo suficiente a unos cómodos 3.000 grados. En esta temperatura,

los electrones podían combinar con los núcleos atómicos para formar los átomos neutrales (no

puros iones como antes). Sin los electrones libres dejados a los fotones de la dispersión de la luz,

el Universo llegó a ser transparente a la radiación – es esta luz que vemos hoy como la radiación

cósmica de fondo –. Las estrellas y las galaxias se comenzaron a formar cerca de mil millones de

años después de la gran explosión, y el Universo ha continuado desde entonces simplemente

creciendo más grande y más frío, creando las condiciones conducentes a la vida.

Tres razones excelentes existen para creer en la teoría de la gran explosión. Primero, y el más

obvio, el Universo se está ampliando. En segundo lugar, la teoría predice que 25 por ciento de la

masa total del Universo deben ser el helio que se formó durante los primeros minutos, siendo

una cantidad acorde con las observaciones. Finalmente, y la mayoría del convencimiento, es la

presencia de la radiación cósmica de fondo. La teoría del Big Bang predijo este remanente de

radiación, el que ahora brilla intensamente en una temperatura apenas de 3 grados sobre el cero

absoluto.

¿Hasta qué punto la teoría de la gran explosión prueba que se trata del origen del Universo y que

por lo tanto se podría matematizar, con la teoría M, la Creación? Cuando uno sabe lo que

significa teológicamente Creación no tiene sentido la pregunta anterior. Corresponde la pregunta

al ámbito de la metafísica y no al de la ciencia experimental. Por otra parte, la mayoría de los

científicos dicen que el Big Bang fue una explosión en un punto a partir de la cual se creó todo el

resto del universo. Es decir, se cree que al principio todo era espacio vacío, y que de repente, en

un cierto punto del espacio ocurrió la gran explosión, el Big Bang, y la materia se empezó a

expandir por todo ese espacio vacío. Pues bien, la pregunta lógica que cualquier persona se

puede hacer es: ¿Dónde se encuentra el centro del universo?, ¿Dónde se encuentra ese punto

donde ocurrió el Big Bang?, ¿hacia donde tengo que mirar cuando dirijo mi vista al cielo? Bien,

estamos hablando de cosmología, del universo entero, de sus orígenes, cuestiones en las que es

muy difícil obtener datos, que además suelen llevar grandes errores por la dificultad que entraña

su medición. Y además, ¡no todo es medible! ¿Qué quiere decir esto?, que la teoría del Big Bang

o teoría estándar es, actualmente, la más aceptada, porque es la que ha obtenido una mayor

confirmación por los datos experimentales, sin embargo, no tiene por que ser la correcta, quien

sabe. Ahí queda eso.

Una vez dicho esto, podemos abordar la anterior cuestión, ¿En qué punto ocurrió el Big Bang?

Una respuesta es que ese punto no existe, el Big Bang sucedió en todos y cada uno de los

puntos del espacio a la vez. Me explico, la idea de que toda la materia del Universo estaba

concentrada en único punto del espacio es errónea. Lo que la teoría del Big Bang dice es que,

entonces todo el espacio estaba concentrado, y que se produjo una explosión del mismo espacio.

De esta forma, no es la materia la que se expande, sino el mismo espacio. Es incorrecto decir: el

espacio es estático y las galaxias se expanden en él. Es correcto decir: el espacio es dinámico y

las galaxias se expanden con él. En cada punto del espacio se generaba más espacio, y aún en la

actualidad esto sigue ocurriendo. En principio, y debido a la atracción gravitatoria de la materia

entre si, la expansión del espacio se va frenando según pasa el tiempo, aunque otra posibilidad

que también se baraja – debido a recientes resultados experimentales – es la de que la

expansión se acelera en el tiempo, debido a una especie de gravedad negativa llamada energía

Oscura. Pero todavía no se tiene claro si el universo llegará a pararse y volverá a contraerse o

por lo contrario si seguirá expandiéndose eternamente. De este modo toda zona se aleja del

resto de zonas del universo a una velocidad proporcional al espacio existente entre ellas, es

decir, a su distancia – famosa “Ley de Hubble” sacada de los datos experimentales –.