¿Nuestro universo tiene un origen? Si es así, ¿de dónde proviene?
Ya en 1927, el astrónomo belga Georges Lemaître señaló que el universo debió haber estado en un estado muy denso en sus primeras etapas. En 1932, Lemaître propuso que el universo se originó a partir de una explosión conocida como el 'átomo primigenio'. En 1948, los científicos estadounidenses George Gamow, Ralph Alpher y Robert Herman introdujeron el concepto de 'cosmología del big bang caliente', sugiriendo que el universo comenzó con una explosión masiva de una 'bola de fuego primigenia', durante la cual los fragmentos se expandieron continuamente en el espacio.
La cosmología del big bang caliente sostiene que el universo se expande de manera 'adiabática', evolucionando de caliente a frío. En el universo temprano, la densidad de radiación y materia era muy alta, y los fotones serían absorbidos o dispersados por la materia después de recorrer solo una corta distancia. Posteriormente, la materia volvería a emitir fotones, lo que llevaría a interacciones frecuentes entre la radiación y la materia. El universo era opaco a la radiación, alcanzando un estado de equilibrio térmico donde la radiación seguía las leyes de la radiación de cuerpo negro. Cuando la temperatura del universo descendió a aproximadamente 3000K, los protones se combinaron con electrones para formar átomos de hidrógeno, reduciendo significativamente la absorción continua de radiación. La materia y la radiación casi no interactuaron, haciendo que el universo se volviera transparente a la radiación, permitiendo que los fotones viajaran libremente a través del espacio. La radiación térmica del universo consiste principalmente en luz visible e infrarroja. Hasta el día de hoy, debido al corrimiento al rojo causado por la expansión del universo, la intensidad máxima de la radiación cósmica a 3000K se ha desplazado al rango de microondas, conocido como la radiación cósmica de fondo de microondas. Alpher y otros calcularon que la temperatura correspondiente a la radiación de fondo de microondas es de alrededor de 5K. En 1965, los científicos estadounidenses Arno Penzias y Robert Wilson detectaron ruido de microondas del universo en todas direcciones a una longitud de onda de 7.35 centímetros, con una intensidad de señal equivalente a la radiación de cuerpo negro a una temperatura de 3.5K. El descubrimiento de la radiación de fondo de microondas apoyó fuertemente el modelo cosmológico del big bang caliente, llevando a la aceptación generalizada de la cosmología del big bang entre los científicos.
