1. Introducción: ¿Por qué dudar del modelo estándar?
2. La expansión del Universo
3. Test de Tolman
4. Test de dilatación temporal
5. Test de diagrama de Hubble
6. Test de tamaño angular
7. Test de temperatura del fondo de microondas
8. Test de temperatura del medio intergaláctico
9. Predicciones correctas e incorrectas del "Big Bang" de Gamow
10. Formación y evolución de estructuras y galaxias
11. Constante cosmológica. Energía oscura
12. Antimateria. Inflación
13. Galaxias lejanas. Evolución. Edad del Universo
14. Conclusiones
15. Referencias

Cosmología observacional: "tests" y problemas del modelo estándar[1]

• Introducción: ¿Por qué dudar del modelo estándar?

La Cosmología es una ciencia difícil, si es que se puede considerar una ciencia. Es joven, comenzó a ser considerada como ciencia hace menos de un siglo. También es especulativa, porque uno tiene que reconstruir la historia completa del Universo con unas pocas observaciones indirectas. Sin embargo, se la proclama como una ciencia en todos los aspectos, e incluso una ciencia con una explicación final del Universo en la cual sólo queda ajustar unos pocos parámetros. La opinión de Disney (2000) de que las inferencias sobre cosmología debieran ser provisionales y recibidas escépticamente es algo que muchos cosmólogos no han respetado en los últimos años, quienes en su mayoría creen que poseen realmente una respuesta final.

¿Por qué dudar del modelo estándar conocido como "Big Bang"? Pues porque le falta mucho para llegar a ser una teoría firme en vez de una hipótesis de trabajo, que es como debiera interpretarse hoy en día. Y ello se ve reflejado al comparar las predicciones con diversos fenómenos observados que afectan a los mismos fundamentos del "Big Bang", ya sea porque no explican bien algunos de éstos, o bien porque hay otras ideas alternativas para explicarlos (ver mi artículo "Ideas alternativas sobre Cosmología en la Ciencia actual" en monografias.com).

Los fundamentos que quiero contrastar en este capítulo con los fenómenos son:

• Los desplazamientos al rojo espectrales de las galaxias son debidos a las expansión del Universo.

• La radiación cósmica de fondo en microondas y sus anisotropías provienen de un estado de alta energía en el Universo primordial.

• Las abundancias de elementos químicos ligeros aparte de hidrógeno-protio (otros isótopos del hidrógeno, helio, litio) se explican en términos de la núcleo-síntesis primordial.

• La formación y evolución de galaxias sólo puede explicarse por el efecto de la gravedad en un Universo en expansión dominado por materia oscura.

Bien es cierto que muchos de los problemas que voy a citar a continuación son temas a discutir y que muchos cosmólogos ortodoxos no ven como problemas. Mi misión no es aquí convencer de que el "Big Bang" está equivocado sino hacer una revisión bibliográfica de trabajos de muchos autores que han encontrado diversas dificultades para amoldarse a la realidad empírica en la teoría estándar, así como de "tests" que en unos casos favorecen la interpretación estándar y otras veces no, o de degeneración de modelos posibles. Muchos de esos trabajos pueden ser erróneos o caducos, yo no me responsabilizo de sus resultados. Pero, con todo, conviene que salgan a la luz y no se escondan para discutirse y, al menos, tener en mente que estamos lejos de poseer una teoría sobre la que no quepan dudas y con la que todo el mundo esté de acuerdo. Tal es mi propósito con el presente texto.

• La expansión del Universo

¿Significa el desplazamiento espectral al rojo (z) expansión?

Hubble (1929) y Humason (1929) establecieron la relación entre la magnitud aparente y el desplazamiento espectral al rojo de las galaxias (ley de Hubble), que sería interpretada como una evidencia de la expansión del Universo. Edwin Hubble (1889-1953) fue precavido a la hora de asociar el significado de su ley con la expansión del Universo. Es bien conocido de hecho que no estuvo nunca totalmente convencido de tal asociación, como se refleja en sentencias como: