EL UNIVERSO

El universo es un sistema cerrado que lo abarca todo: espacio, tiempo, energía, materia... De su estudio se encarga la cosmología, una ciencia que integra a otras varia, como la física y la astronomía. Este contiene Galaxias, Cúmulos de galaxias y estructuras de mayor tamaño llamadas supercúmulos, además de materia intergaláctica. 

ORIGEN Y FORMACIÓN

Observaciones astronómicas indican que el universo tiene una edad de 13,73 ± 0,12 Millardo de años y por lo menos 93.000 millones de años luz de extensión. El evento que se cree que dio inicio al universo se denomina Big Bang. En aquel instante toda la materia y la energía del universo observable estaba concentrada en un punto de densidad infinita. Después del Big Bang, el universo comenzó a expandirse para llegar a su condición actual, y lo continúa haciendo.

Teoría del Big Bang

Se dice que hace unos 15.000 millones de años la materia tenía una densidad y una temperatura infinitas. Al explotar un punto cósmico Infinitesimal, la temperatura descendió a diez mil millones de Grados centígrados y la masa comenzó a expandirse, continuó enfriándose, y los Positrones de carga opuesta empezaron a liberar energía. Se formaron Protones y Neutrones (partículas más pesadas) y núcleos de Helio, que más tarde combinados con Hidrógeno, fueron los que originaron los Planetas, las Estrellas y las Galaxias. Las pequeñas diferencias de temperatura de estas radiaciones explicarían los efectos gravitatorios de la bola de fuego en expansión, generadores de cúmulos de galaxias en algunas zonas y espacio vacío en otras. El universo está formado, en su mayor parte, por espacio vacío, denominado también materia oscura.

MODELOS

BIG CRUNCH O LA GRAN IMPLOSION

Es posible que el inmenso aro que rodeaba a las galaxias sea una forma de materia que resulta invisible desde la Tierra. Esta Materia oscura tal vez constituya el 99% de todo lo que hay en el universo. Si el universo es suficientemente denso, es posible que la Fuerza gravitatoria de toda esa materia pueda finalmente detener la expansión inicial, de tal manera que el universo volvería a contraerse, las galaxias empezarían a retroceder, y con el tiempo colisionarían entre sí. La temperatura se elevaría, y el universo se precipitaría hacia un destino catastrófico en el que quedaría reducido nuevamente a un punto.

Algunos físicos han especulado que después se formaría otro universo, en cuyo caso se repetiría el proceso. A esta teoría se la conoce como la teoría del Universo oscilante. Hoy en día esta hipótesis parece incorrecta, pues a la luz de los últimos datos experimentales el Universo se está expandiendo cada vez más rápido.

BIG RIP O GRAN DESGARRAMIENTO

El Gran Desgarramiento o Teoría de la Eterna Expansión, llamado en inglés Big Rip, es una Hipótesis cosmológica sobre el Destino último del universo. Este posible destino final del universo depende de la cantidad de energía oscura existente en el Universo. Si el universo contiene suficiente energía oscura, podría acabar en un desgarramiento de toda la materia. El valor clave es w, la razón entre la presión de la energía oscura y su densidad energética, el universo acabaría por ser desgarrado. Primero, las galaxias se separarían entre sí, luego la gravedad sería demasiado débil para mantener integrada cada galaxia. Los Sistemas planetarios perderían su cohesión gravitatoria. En los últimos minutos, se desbaratarán estrellas y planetas, y los Átomos serán destruidos. Los autores de esta hipótesis calculan que el fin del tiempo ocurriría aproximadamente 3,5×1010 años después del Big Bang, es decir, dentro de 2,0×1010 años. Una modificación de esta teoría denominada Big Freeze, aunque poco aceptada afirma que el universo continuaría su expansión sin provocar un Big Rip. Otra de la razón por lo que esta teoria es un poco asectada es que la Luna se aleja unos cuatro centímetros al año de la Tierra, lo cual indica que el univeso sige espandiendose sin parar, lo que esto ayuda a muchas Hipótesis de la Teoría del Big Rip.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

FORMA Y COMPOSICIÓN

Se cree que el Universo es plano, pero presenta algunas irregularidades. Es relativamente homogéneo y está formado por los siguientes constituyentes primarios:

73% de energía oscura (aquella que otorga una presión negativa, y tiende a incrementar la aceleración de la expansión del Universo),

23% de materia oscura fría (materia que se desconoce) y

un 4% de átomos.

TAMAÑO

Muy poco se conoce con certeza sobre el tamaño del universo. Puede tener una longitud de billones de años luz o incluso tener un tamaño infinito. 

Un artículo de 2003 dice establecer una cota inferior de 24 Gigaparsecs (78.000 millones de años luz) para el tamaño del universo, pero no hay ninguna razón para creer que esta cota está de alguna manera muy ajustada. La distancia comóvil al extremo del universo visible ronda los 46.500 millones de años luz en todas las direcciones desde la Tierra. Así, el universo visible se puede considerar como una esfera perfecta con la Tierra en el centro, y un diámetro de unos 93.000 millones de años luz. Actualmente, el modelo de universo más comúnmente aceptado es el propuesto por Albert Einstein en su Relatividad General, en la que propone un universo "finito pero ilimitado", es decir, que a pesar de tener un volumen medible no tiene límites, de forma análoga a la superficie de una esfera, que es medible pero ilimitada.

COLOR

Históricamente se ha creído que el Universo es de color negro, pues es lo que observamos al momento de mirar al cielo en las noches despejadas. En 2002, sin embargo, los astrónomos Karl Glazebrook e Ivan Baldry afirmaron en un artículo científico que el universo en realidad es de un color que decidieron llamar Café cortado cósmico. Este estudio se basó en la medición del rango espectral de la luz proveniente de un gran volumen del Universo, sintetizando la información aportada por un total de más de 200.000 galaxias.

MISTERIOS DEL UNIVERSO

ESTRUCTURAS AGREGADAS

GALAXIAS

El Universo está formado por grandes conjuntos de manchas luminosas llamadas galaxias, las que están formadas por millones de estrellas. En el Universo, este conjunto de galaxias se desplaza y gira constantemente.

Las galaxias no son todas iguales; se diferencian, entre otras cosas, por su forma y tamaño. Hoy se cree que hay entre 50.000 y 125.000 millones de galaxias, cada una con cientos de miles de millones de estrellas.

Tamaño:

• En relación con el tamaño de las galaxias, se ha llegado a determinar que sus dimensiones son tan grandes, que son cifras prácticamente imposibles de imaginar. Las dimensiones de muchas galaxias son de alrededor de centenares de miles de años luz.

Forma:

Con respecto a las formas de las galaxias, se distinguen tres tipos principales:

• Espirales: con un núcleo central y dos brazos en espiral, en estos últimos se encuentra la materia interestelar.
• Elípticas: estructura interna definida y con poca materia interestelar
• Irregulares: Con una forma difícil de definir, pues incluyen una gran diversidad de galaxias.

Componentes:

• Las galaxias tienen dos componentes: las estrellas y la materia interestelar.

ESTRELLAS

Las estrellas: son el componente principal de las galaxias, el número de estrellas es de miles de millones en cada galaxia.

Las estrellas se caracterizan por:

• Producir diferentes formas de energía, entre ellas la luminosa.
• Poseer una temperatura altísima, de millones de grados.
• Tener color y brillo variable, lo que depende de cada estrella.
• Distribuirse dentro de la galaxia de manera irregular, aunque se concentran en un plano medio llamado Ecuador de la galaxia.
• Agruparse, frecuentemente, formando cúmulos de estrellas.
• Tener dos movimientos que son: 
• traslación -que permite a la estrella desplazarse en la galaxia- 
• y rotación -que la estrella realiza alrededor de su propio eje.

VÍA LÁCTEA

La Vía Láctea es nuestra galaxia. Según las observaciones, posee una [masa] de 1012 masas solares y es de tipo espiral barrada. Con un diámetro medio de unos 100.000 años luz se calcula que contiene unos 200.000 millones de estrellas, entre las cuales se encuentra el Sol.El núcleo central de la galaxia presenta un espesor uniforme en todos sus puntos, salvo en el centro, donde existe un gran abultamiento con un grosor máximo de 16.000 años luz, siendo el grosor medio de unos 6.000 años luz.

Todas las estrellas y la materia interestelar que contiene la Vía Láctea, tanto en el núcleo central como en los brazos, están situadas dentro de un disco de 100.000 años luz de diámetro, que gira lentamente sobre su eje a una velocidad lineal superior a los 216 km/s.

CONSTELACIONES

Las estrellas que forman parte de la Vía Láctea. Estas estrellas dibujan a menudo en el cielo figuras reconocibles, que han recibido diversos nombres en relación con su aspecto. Estos grupos de estrellas de perfil identificable se conocen con el nombre de Constelaciones. La Unión Astronómica Internacional agrupó oficialmente las estrellas visibles en 88 constelaciones, algunas de ellas muy extensas, como Hidra o la Osa Mayor, y otras muy pequeñas como Flecha y Triángulo.

PLANETAS

Los planetas son cuerpos que giran en torno a una estrella y deben cumplir además la condición de haber limpiado su órbita de otros cuerpos rocosos importantes, y de tener suficiente masa como para que su fuerza de gravedad genere un cuerpo esférico. En nuestro Sistema Solar hay 8 planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, considerándose desde 2006 a Plutón como un planeta enano. A finales de 2009, fuera de nuestro Sistema Solar se han detectado más de 400 planetas extrapolares, pero los avances tecnológicos están permitiendo que este número crezca a buen ritmo.

SATÉLITES

Los satélites naturales son astros que giran alrededor de los planetas. El único satélite natural de la Tierra es la Luna, que es también el satélite más cercano al Sol. A continuación se enumeran los principales satélites de los planetas del sistema solar (se incluye en el listado a Plutón, considerado por la UAI como un Planeta enano).

• Tierra: 1 satélite: Luna
• Marte: 2 satélites: Fobos, Deimos
• Júpiter: 63 satélites: Metis, Adrastea, Amaltea, Tebe, Ío, Europa, Ganímedes, Calisto, Leda, Himalia, Lisitea, Elara, Ananké, Carmé, Pasifae, Sinope...
• Saturno: 59 satélites: Pan, Atlas, Prometeo, Pandora, Epimeteo, Jano, Mimas, Encélado, Tetis, Telesto, Calipso, Dione, Helena, Rea, Titán, Hiparión, Jápeto, Febe...
• Urano: 15 satélite: Cordelia, Ofelia, Bianca, Crésida, Desdémona, Julieta, Porcia, Rosalinda, Belinda, Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Oberón.
• Neptuno: 8 satélites: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa, Proteo, Tritón,Nereida
• Plutón: 3 satélites: Caronte, Nix, Hidra

ASTEROIDES Y COMETAS

Loa asteroides: objetos rocosos de muy diversos tamaños que orbitan en grandes cantidades en torno a la estrella, chocando eventualmente entre sí. Cuando las rocas tienen diámetros inferiores a 50m se denominan meteoroides.

A consecuencia de las colisiones, algunos asteroides pueden variar sus órbitas, adoptando trayectorias muy excéntricas que periódicamente les acercan la estrella. Cuando la composición de estas rocas es rica en agua u otros elementos volátiles, el acercamiento a la estrella y su consecuente aumento de temperatura originan que parte de su masa se evapore y sea arrastrada por el viento solar, creando una larga cola de material brillante a medida que la roca se acerca a la estrella.

Estos objetos se denominan cometas.

En nuestro sistema solar hay dos grandes discos de asteroides: uno situado entre las órbitas de Marte y Júpiter, denominado el Cinturón de asteroides, y otro mucho más tenue y disperso en los límites del sistema solar, a aproximadamente un año luz de distancia, denominado Nube de Oort.