a) explica la teoría del big-bang, mencionando las evidencias científicas que la sustentan (efecto Doppler, radiación de fondo del universo);
b) resume las distintas formas de evolución previstas para el universo en función de su masa;
c) ¿Cuál es la composición del universo? ¿Por qué se habla de energía y materia oscuras?;
d) practica algunos juegos, que te ayudarán a acercarte al instante del big-bang. (Si necesitas algo más concreto para responder a esta tarea, tienes a un click el tema-resumen de Skoool: http://www.skoool.es/content/ks4/physics/earth_beyond/universe_origin/launch.html).

a) El Big Bang, literalmente gran estallido, constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que en un momento dado "explota" generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo.
Inmediatamente después del momento de la "explosión", cada partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una de otra, de la misma manera que al inflar un globo éste va ocupando más espacio expandiendo su superficie.
Esta materia estaba  constituida exclusivamente por partículas elementales como Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones y un largo etcétera hasta más de 89 partículas conocidas hoy en día.
Atendiendo al medible corrimiento hacia el rojo  (o también efecto Doppler) que muestran las estrellas y galaxias más lejanas de nuestro sistema en su espectro de luz, la antigüedad del Universo está cifrada en unos 13,7 mil millones de años, según las estimaciones más recientes.
El efecto Doppler es así conocido por Christian Doppler, al que primero se le ocurrió la idea en 1842. Él determinó que las ondas de sonido tendrían una frecuencia más alta si la fuente del sonido se movía en dirección al receptor y una frecuencia más baja si la fuente del sonido se alejaba del receptor.
El efecto Doppler no sólo se aplica a los sonidos. Funciona con todo tipo de ondas. Esto incluye la luz. Edwin Hubble usó el efecto Doppler para determinar que el universo se está expandiendo. Hubble encontró que la luz de galaxias distantes está corrida hacia frecuencias más elevadas, hacia el rojo final del espectro. A esto se le conoce como el desplazamiento Doppler, o cómo desplazamiento al rojo. Si las galaxias se estuviesen acercando, la luz se desplazara al azul.

 




Partiendo de la hipótesis de que el Universo fue generado hace entre 15 y 20 mil millones de años por una gran explosión de energía o Big Bang y que con el tiempo ha sido una expansión de la llamada esfera de fuego primordial, de aquel grandioso acontecimiento debería haber quedado un testimonio bajo forma de una tenue luz o, mejor dicho, radiación, que aún se encuentra en todo el Universo.



La energía residual que quedó de la “gran explosión” o “big-bang” se conoce en general como la "radiación de fondo" Ésta fue descubierta por dos físicos que trataban de mejorar las comunicaciones entre las bases terrestres y los satélites artificiales de comunicaciones. Escucharon un ruido en sus auriculares que en un principio supusieron que era interferencia y en efecto lo era, pero ésta no provenía de ninguna fuente conocida.  Y la interferencia procedía de cualquier dirección en que se orientara las antenas de recepción.
En otros términos, se trataría del residuo del fuego primordial como consecuencia del enfriamiento causado por la expansión. La radiación de fondo es muy fría: tiene una temperatura de apenas 3 grados Kelvin, correspondientes a -270 grados Celsius. Estas medidas concuerdan bastante bien con lo previsto por la teoría, de modo que hoy se puede afirmar que el descubrimiento de la radiación de fondo ha contribuido a reforzar la hipótesis del Big Bang.

b) El destino del universo está determinado por su densidad. La preponderancia de las pruebas hasta la fecha, basadas en las medidas de la tasa de expansión y de la densidad de masa, favorecen la teoría de que el universo continuará expandiéndose indefinidamente, resultando en el escenario del "big freeze" Sin embargo, existen otras muchas suposiciones y teorías sobre el futuro del universo.

1. Big Freeze o Muerte térmica del universo: este escenario es generalmente considerado como el más probable y ocurrirá si el Universo continúa en expansión como hasta ahora. Sobre la escala de tiempo en el orden de un billón de años, las estrellas existentes se apagarán y la mayor parte del Universo se volverá oscuro.
2. Big Rip: se trataría de un universo abierto, formado por la disgregación en partículas elementales desligadas de toda su materia.   
3.  -->No podría existir la vida.
4.  Big Crunch: esta teoría postula que la densidad media del Universo es suficiente para parar su expansión y empezar la contracción. De ser así, se vería cómo las estrellas tienden a ultravioleta, por efecto Doppler. Los resultados son desconocidos. Este escenario permite que el Big Bang esté precedido inmediatamente por el Big Crunch de un Universo precedente. Si esto ocurre repetidamente, se tiende a un universo oscilante. El Universo podría consistir en una secuencia infinita de Universos finitos, cada Universo finito terminando con un Big Crunch que es también el Big Bang del siguiente Universo.

A partir de la teoría del Big Crunch surgen otras muchas como el Big Bounce o gran Rebote, el Multiuniverso cuyos pretextos indican que el Big Bang fue simplemente el comienzo de un período de expansión al que siguió un período de contracción. Desde este punto de vista, se podría hablar de un Big Crunch, seguido de un Big Bang, o, más sencillamente, un Gran Rebote. Se trataría de un escenario en el que aunque el Universo puede ser de duración finita, es un Universo entre muchos.

c) La composición del universo es así: 73% energía oscura, 23% materia oscura, 4% materia visible…

1. La materia visible: la conforman las estrellas, los asteroides, los planetas, el polvo cósmico, los elusivos neutrinos, el helio, el hidrógeno y todo lo que podemos observar.
2. Materia oscura: estamos mucho más seguros de lo que la materia oscura “no” es, que de lo que en realidad es. Es una materia hipotética, que posee más masa que la materia visible pero, que no interactúa con la fuerza electromagnética. Se sabe que existe porque se ha podido medir mediante las observaciones de las galaxias (dentro de los cúmulos, las velocidades orbitales y la distribución de las temperaturas de los gases de las galaxias) Sin embargo, a estas alturas, todavía hay unas pocas posibilidades viables para explicar la naturaleza de la materia oscura.

1. La energía oscura: se desconoce más de lo que se sabe. Sabemos cuánta energía oscura hay porque sabemos cómo ésta afecta a la expansión del Universo. Aparte de eso, es un completo misterio.

Una explicación para la energía oscura es que ésta es una propiedad del espacio. Albert Einstein fue la primer persona en darse cuenta de que el espacio vacío no es sinónimo de nada. El espacio tiene asombrosas propiedades, muchas de las cuales están sólo comenzando a ser entendidas.

Universo en expansión. Este diagrama en forma de “copa” muestra los cambios en el ritmo de expansión desde el nacimiento del Universo, unos 14 mil millones de años atrás. Conforme avanza el tiempo, el Universo parece estar incrementando su velocidad de expansión. El diagrama cambia notoriamente aproximadamente 7.5 mil millones de años atrás, cuando los objetos en el Universo comenzaron a separarse a mayor ritmo. Los astrónomos teorizan que la expansión acelerada del Universo se debe a la acción de una misteriosa “energía oscura”, la cual actuaría sobre las galaxias acelerándolas.