23 Ago
El Origen del Universo
Todo cambió en 1929 cuando Edwin Hubble logró medir la distancia a algunas galaxias cercanas. Sus datos mostraban que la mayoría de ellas se alejaban de nosotros, y lo hacían a más velocidad cuanto más lejos se encontraban. La única explicación posible era que el universo entero se expande.
Si el universo se hace más grande, frío y difuso, significa que si retrocediéramos en el tiempo lo veríamos cada vez más pequeño y caliente, hasta que toda la materia apareciera comprimida en un punto diminuto. Así surgió la idea del Big Bang.
La Teoría del Big Bang
Esta teoría fue propuesta por el astrónomo belga George Lemaître en 1927 y desarrollada por George Gamow en 1948. Según ella, el universo se creó a partir de una gran explosión del siguiente modo:
- Tanto la materia como el espacio y la energía estuvieron en un comienzo concentrados en un mismo punto (átomo primigenio) cuya densidad y temperatura debieron ser muy elevadas.
- Este átomo primigenio se expandió bruscamente en una gran explosión y comenzó la expansión del universo: la energía se fue alejando en todas las direcciones y se fue transformando en materia. A la vez que se formó la materia, se originó el tiempo y el espacio.
- Se fueron generando partículas subatómicas y más tarde los átomos más sencillos: hidrógeno y helio.
- A medida que el universo se expandía, fue descendiendo su temperatura. La materia fue condensándose y fueron surgiendo todas las estructuras astronómicas: nebulosas, galaxias, estrellas, planetas… En las estrellas, a partir del hidrógeno y del helio, mediante procesos de fusión, aparecieron los diferentes elementos químicos.
Evidencias del Big Bang
La confianza de los científicos en este modelo se basa en tres observaciones que ningún otro modelo ha podido explicar de forma aceptable:
- El hecho de que el universo esté en expansión, comprobado gracias al efecto Doppler.
- La existencia de la radiación cósmica de fondo. Se trata de una radiación electromagnética que proviene de todas las direcciones del universo y que se ha interpretado como los restos del Big Bang.
- El hecho de que el 25% de la materia que constituye el universo sea helio, una cantidad mucho mayor de la que habrían podido crear las estrellas por sí solas.
El Futuro del Universo
¿Y el futuro? Las tres respuestas tienen en cuenta factores primordiales: la densidad de la materia y la gravedad.
Aunque el espacio se expande continuamente, la gravedad de lo que contiene intenta al mismo tiempo contrarrestar ese efecto expansivo. Este enfrentamiento de fuerzas entre la gravedad y la expansión puede conducir a tres resultados distintos:
- Si la densidad de la materia del universo está por encima de la denominada «densidad crítica», la gravedad del universo irá frenando poco a poco la expansión y llegará un día (dentro de 20.000 millones de años) en que esta se invertirá; es posible que el universo se contraiga hasta un punto tan reducido como el original: Big Crunch.
- Si la densidad de la materia es igual a la densidad crítica, el universo se expandirá eternamente.
- Si la densidad de la materia está por debajo de la densidad crítica, la gravedad no será capaz de vencer la expansión, de modo que también la expansión será eterna, con la diferencia de que llegará un momento en que la materia sea incapaz de «sujetar» a sus componentes, llegando al Big Rip.
El Origen del Sistema Solar
En el Brazo de Orión se encuentra situado el sistema solar que está compuesto por:
El Sol
El Sol: es una estrella amarilla de tamaño medio. Constituida fundamentalmente por hidrógeno y helio. Debe su energía a las reacciones termonucleares que se producen en su núcleo, donde alcanza una temperatura de 15 millones de grados, y su superficie es de 6000º.
Los Planetas
Los planetas: son cuerpos celestes que orbitan alrededor del Sol, cuyas masas son lo suficientemente grandes para tener forma casi esférica y haber despejado los alrededores de su órbita.
Planetas Interiores o Terrestres
Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Son los planetas más cercanos al Sol, tienen un tamaño más pequeño, su superficie es rocosa, tienen una atmósfera poco extensa o inexistente y tienen pocos satélites o carecen de ellos, como es el caso de Mercurio y Venus.
Planetas Exteriores o Gigantes
Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Planetas que se encuentran más alejados del Sol, tienen un tamaño grande, superficies no rocosas, y se encuentran fundamentalmente en estado líquido y gaseoso y presentan numerosos satélites.
Los Planetas Enanos
Los planetas enanos: son cuerpos celestes que orbitan alrededor del Sol y tienen una masa lo suficientemente grande para adoptar una forma casi esférica pero no para haber barrido su órbita. Ceres, Plutón y Eris.
Los Satélites
Los satélites: Son cuerpos celestes que giran en torno a los planetas. La Luna es el satélite de la Tierra.
Cuerpos Menores del Sistema Solar
- Asteroides: cuerpos rocosos menores, de forma irregular, que giran alrededor del Sol. La mayoría se encuentran en el cinturón de asteroides. Otros grupos importantes son los troyanos, situados en la órbita de Júpiter, y los centauros, en la órbita de Saturno.
- Cometas: pequeños cuerpos celestes que orbitan en el cinturón de Kuiper. Constituidos por hielo y partículas de polvo.
Teoría de la Formación del Sistema Solar
Toda teoría que se elabore para explicar el origen del sistema solar tiene que explicar los siguientes hechos:
- El Sol y los planetas giran en el mismo sentido.
- Los planetas recorren órbitas casi circulares y situadas en un mismo plano.
- El movimiento de rotación de la mayoría de los planetas se produce en el mismo sentido que el de traslación.
- Los planetas cercanos al Sol son pequeños y densos. Los externos, grandes y ligeros.
La teoría de los planetesimales es capaz de explicar todos estos hechos y es la más aceptada en la actualidad como modelo del origen del Sistema Solar.
Esta teoría propone que se formó hace unos 4.500 millones de años a partir del gas y del polvo de una nebulosa situada en la Vía Láctea.
- Hace unos 5.000 millones de años, los materiales de la nebulosa comenzaron a agitarse y a interactuar debido a la onda de choque producida por la explosión de una estrella cercana.
- Como consecuencia, la mayor parte de la materia de la nebulosa se condensó y comenzó a concentrarse en la parte central del futuro sistema. La enorme fuerza gravitatoria de esta masa central la comprimió y calentó hasta que su núcleo alcanzó suficiente temperatura como para iniciar las reacciones termonucleares que hacen que las estrellas emitan grandes cantidades de luz y calor. Fue el nacimiento del Sol.
- Las intensas emisiones solares «soplaron» hacia el espacio una buena parte de la materia. El resto permaneció girando alrededor de la joven estrella hasta formar un disco aplanado.
- En este, los materiales más densos se dispusieron más cerca del centro. Posteriormente, en el seno del disco de materia, aparecieron concentraciones llamadas planetesimales, que se dispusieron en órbitas diferentes alrededor del Sol y que comenzaron a colisionar entre sí, destruyéndose y volviéndose a reunir después en cuerpos cada vez más grandes, con mayor capacidad de atracción gravitatoria sobre la materia suelta de su entorno. Así, los planetesimales fueron el germen de los futuros planetas.
- Los planetas que se formaron cerca del Sol originaron los planetas internos rocosos; los que se condensaron más lejos del Sol, con materiales ligeros, se convirtieron en los planetas exteriores gaseosos.
- Posteriormente, los planetas se enfriaron y crearon una atmósfera con los gases liberados, que solo quedaron retenidos en los planetas que presentaban una gravedad importante.
La Investigación del Universo
El impulso definitivo del método científico llegó con Galileo Galilei.
En el campo observacional se ha avanzado bastante, destacando:
- Telescopios y radiotelescopios: se han ido perfeccionando. Aunque tienen una limitación: la atmósfera terrestre filtra distintos tipos de radiaciones, por lo que recogen solo una información parcial del universo. Actualmente, la instalación de telescopios en órbitas espaciales permite estudiar las radiaciones visibles y las no visibles.
- Los satélites y sondas espaciales: desde que comenzó la era espacial han sido utilizados para la observación del universo y han aportado mucha información relevante sobre él.
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