Está ampliamente aceptado hoy en día que el marco teórico del Universo está formado por el Modelo Estándar de las interacciones fundamentales y el modelo cosmológico del Big Bang. El primero es responsable de la descripción de la naturaleza a la escala del tamaño de las partículas, mientras que el segundo da lugar a la dinámica y evolución del Universo a nivel macroscópico. Es tal el éxito de ambos modelos que generalmente sirven como punto de partida para cualquier extensión teórica. La Cosmología se encarga del estudio del origen, evolución y destino del Universo. A este nivel macroscópico, la dinámica del Universo puede ser explicada mediante Relatividad General, lo que hace que cualquier modelo cosmológico quede definido por las componentes del Universo y su geometría del espacio-tiempo. Como es costumbre, la construcción de cualquier modelo físico se encuentra promovido por ciertas evidencias observacionales. En el caso del Universo en su conjunto, la expansión de éste y su isotropía y homogeneidad a grandes escalas suponen sus pilares básicos. Ambas evidencias dan lugar al Modelo del Big Bang, que se puede considerar como el modelo estándar en Cosmología. Dicho modelo está basado en la métrica de Friedmann-Robertson-Walker que, combinándola con la consideración del contenido de partículas en fluidos perfectos, proporciona una descripción ajustada del Universo. De acuerdo a esto, el Universo nació de una singularidad hace 13.000 millones de años y empezó entonces a expandirse rápidamente. A medida que se expandía, el Universo se enfrió lo suficiente para permitir la formación de los primeros núcleos atómicos y elementos ligeros, hechos que se produjeron en el instante de la historia del Universo conocido como Big Bang Nucleosíntesis. Es importante aclarar que es tal el grado de concordancia del modelo del Big Bang con dicho momento que supone una de las pruebas más robustas del escenario estándar. Por otro lado, el modelo cosmológico del Big Bang también proporciona, mediante un proceso de atracción gravitatoria de materia bariónica, un escenario ideal para la generación de los objetos astronómicos que observamos hoy en día.

167 páginas. Tesis Doctoral del Departamento de Física Teórica de la Universidad de Valencia y del Instituto de Física Corpuscular (IFIC).

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