Durante casi todo el transcurso de la historia de la Física y de la Astronomía modernas no hubo fundamentos adecuados, de observación y teóricos, sobre los cuales construir una historia del Universo primitivo. Desde mediados de la década del ‘60, todo esto ha cambiado. Se ha difundido la aceptación de una teoría sobre el Universo primitivo que los astrónomos suelen llamar “el modelo corriente”. Es muy similar a lo que a veces se denomina la teoría del Big Bang o “Gran explosión”, pero complementada con indicaciones mucho más específicas sobre el contenido del Universo. Si escuchamos el silbato de un tren que se aleja rápidamente, su silbido nos parecerá más grave que si el tren estuviera quieto.
El sonido parece tener una mayor longitud de onda cuando el tren se aleja. Esta situación corresponde al fenómeno señalado primeramente por Johann Doppler en 1842. De la misma manera, la luz de una fuente que se aleja es percibida como si tuviese una longitud mayor: si el color original fuera naranja, la luz se percibiría más rojiza. Esto se llama “corrimiento hacia el rojo” y es una manifestación del efecto Doppler en las ondas luminosas. Ciertos análisis de la luz proveniente de estrellas y galaxias muestran que, en la inmensa mayoría de los casos, hay un corrimiento hacia el rojo. Esto puede explicarse suponiendo un Universo en expansión en el que cada galaxia se aleja de las otras; como si fuese el resultado de algún género de explosión. A mediados de los años ‘60, A. Penzias y R. Wilson detectaron ondas de radio de longitudes cercanas a los 10 cm (microondas), procedentes del espacio exterior con una particularidad singular. La intensidad de estas señales era la misma independientemente de la dirección en que se situara la antena. Por lo tanto, no podían ser adjudicadas a ninguna estrella, galaxia o cuerpo estelar en particular. Estas microondas parecían llenar todo el espacio y ser equivalentes a la radiación emitida por un cuerpo negro a 3K. Los astrofísicos teóricos comprendieron que esta “radiación cósmica de fondo de microondas” era compatible con la suposición de que en el pasado el Universo era muy denso y caliente. En el comienzo hubo una explosión. No como las que conocemos en la Tierra, que parten de un centro definido y se expanden hasta abarcar una parte más o menos grande del aire circundante, sino una explosión que se produjo simultáneamente en todas partes, llenando desde el comienzo todo el espacio y en la que cada partícula de materia se alejó rápidamente de toda otra partícula. “Todo el espacio”, en este contexto, puede significar, o bien la totalidad de un Universo infinito, o bien la totalidad de un Universo finito que se curva sobre sí mismo como la superficie de una esfera. Ninguna de estas posibilidades es fácil de comprender, pero esto no debe ser un obstáculo; en el Universo primitivo, importa poco que el espacio sea finito o infinito. Al cabo de un centésimo de segundo aproximadamente, que es el momento más primitivo del que podemos hablar con cierta seguridad, la temperatura fue de unos cien mil millones (1011) de grados centígrados. Se trata de un calor mucho mayor aún que el de la estrella más caliente, tan grande, en verdad, que no pueden mantenerse unidos los componentes de la materia ordinaria: moléculas, átomos, ni siquiera núcleos de átomos. En cambio, la materia separada en esta explosión consistía en diversos tipos de las llamadas partículas elementales, que son el objeto de estudio de la moderna Física nuclear de altas energías. Un tipo de partícula presente en gran cantidad era el electrón, partícula con carga negativa que fluye por los cables transportadores de corriente eléctrica y constituye las partes exteriores de todos los átomos y moléculas del Universo actual. Otro tipo de partículas que abundaban en tiempos primitivos era el positrón, partícula de carga positiva que tiene la misma masa que el electrón. En el Universo actual, sólo se encuentran positrones en los laboratorios de altas energías, en algunas especies de radiactividad y en los fenómenos astronómicos violentos, como los rayos cósmicos y las supernovas; pero en el Universo primitivo el número de positrones era casi exactamente igual al número de electrones. Además de los electrones y los positrones, había cantidades similares de diversas clases de neutrinos, fantasmales partículas que carecen de masa y carga eléctrica. Finalmente, el Universo estaba lleno de fotones de luz. Estas partículas eran generadas continuamente a partir de la energía pura, y después de una corta vida, eran aniquiladas nuevamente. Su número, parlo tanto, no estaba prefijado, sino que lo determinaba el balance entre los procesos de creación y de aniquilamiento.
