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El universo ha pasado por varias fases distintas. La primera parte del primer segundo es especulativa, pero la física de la última parte es bien conocida por nosotros. En los primeros minutos se formaron los elementos más ligeros (hidrógeno y helio).
Durante los siguientes 380,000 años, el universo fue un plasma caliente (pero siempre frío) de electrones, núcleos y fotones. A los 380,000 años, era lo suficientemente frío como para que los electrones y los núcleos se combinaran en átomos, en un proceso llamado recombinación. Los fotones fueron liberados del plasma, y el universo se volvió transparente por primera vez. Como el universo era opaco antes de la recombinación y transparente después, vemos esta época como una "pared", y se conoce como el fondo cósmico de microondas.
Lo que siguió fue un período conocido como las "edades oscuras cósmicas". La única luz era la del resplandor que se desvanecía del Big Bang, y la materia estaba compuesta por los elementos primordiales y la exótica "materia oscura". Durante este tiempo, la acumulación gravitacional produjo lenta pero seguramente concentraciones cada vez mayores de materia, y cuando estas se volvieron lo suficientemente densas, podrían formarse reacciones nucleares y nacieron las primeras estrellas y galaxias. Estos iluminaron e ionizaron nuevamente el universo, unos 400-500 millones de años después del Big Bang, en lo que se conoce como la "época de reionización".
La actividad aumentó exponencialmente, culminando en la "época del cuásar" 2-4 mil millones de años después del Big Bang, un período frenético de formación caótica de estrellas y galaxias, interacciones de galaxias, cuásares de monstruos y radiogalaxias. Esta actividad finalmente comenzó a disminuir, aunque todavía continúa hoy; La incidencia de los cuásares hoy es mil veces menor que en la cima de la época del cuásar. Con 13.700 millones de años, el universo ha alcanzado una "mediana edad digna".
Los "elementos pesados", como el carbono y el oxígeno, esenciales para la vida tal como la conocemos, se producen en las estrellas, y este proceso ha estado sucediendo desde que se formaron las primeras estrellas. Cada generación de estrellas expulsa más elementos pesados en el medio intergaláctico, por lo que la abundancia de los elementos pesados se ha acumulado con el tiempo.
Cuando el Sol y la Tierra se formaron hace 4.600 millones de años, ya se habían producido más de 8.400 millones de años de formación de estrellas y planetas en el universo. La formación de estrellas todavía tiene lugar hoy, por lo que en total ha habido más de 13 mil millones de años de formación de estrellas y planetas.
Al acercarse ahora a nuestro planeta, la vida comenzó no mucho después de que se formó la Tierra, en algún momento entre 3.8 y 3.5 mil millones de años (bya). Pero durante casi la mitad de la edad de la Tierra, las únicas formas de vida eran los microorganismos, como las bacterias. Las formas de vida más complejas comenzaron a aparecer alrededor de 1-2 bya. Los invertebrados, que aparecieron hace unos 600 millones de años (mya), fueron las primeras formas de vida multicelulares, y los vertebrados aparecieron alrededor de 500 mya. La vida invadió la tierra alrededor de 400 mya. Los dinosaurios dominaron desde 240 mya hasta su extinción 66 mya, y luego los mamíferos se hicieron cargo gradualmente. Muchas especies iban y venían. Nuestros parientes vivos más cercanos son los chimpancés, que se separaron de nuestra línea ancestral 5-6 mya; nuestros parientes más recientes se han extinguido.
Es sorprendente pensar cómo aparecieron los humanos recientemente en la escena cósmica. Nuestra especie solo apareció hace unos 200,000 años, nuestros antepasados emergieron de África hace solo 50,000 años, la agricultura comenzó hace 10,000 años, ¡y hemos tenido tecnología moderna durante los últimos 100 años más o menos! Somos recién llegados al universo.
Ahora sabemos que hay planetas que orbitan alrededor de otras estrellas como nuestro Sol, probablemente miles de millones solo en nuestra galaxia, y miles de millones más en los miles de millones de otras galaxias. Dada la enorme escala de tiempo del universo, cualquier vida en esos planetas será millones o miles de millones de años más o menos avanzada que la vida en la Tierra. Si es menos avanzado, ciertamente no podría comunicarse con nosotros. Si es más avanzado, su tecnología probablemente sería totalmente irreconocible para nosotros. Sin embargo, probablemente no estamos solos en el universo.
Por supuesto, las escalas de tiempo discutidas anteriormente solo cubren el universo "convencional" desde el Big Bang hasta ahora. Si hubiera un multiverso "preexistente", no tenemos idea de qué tan atrás puede extenderse cualquier "antes". Y a medida que la expansión del universo se está acelerando, el futuro del universo puede ser muy largo: billones y billones de años.
Peter Shaver obtuvo un doctorado en astrofísica en la Universidad de Sydney en Australia, y pasó la mayor parte de su carrera como científico senior en el Observatorio Europeo Austral (ESO), con sede en Munich. Es autor o coautor de más de 250 artículos científicos, y editó seis libros sobre astronomía y astrofísica.
