El Universo
El Universo
El Universo
vte
Cosmología física
Ilc 9yr moll4096.png
Radiación de fondo de microondas
Artículos
Universo primitivo Teoría del Big Bang · Inflación cósmica · Nucleosíntesis
primordial
Expansión Expansión métrica del espacio · Expansión acelerada del Universo · Ley
de Hubble · Corrimiento al rojo
Estructura Forma del universo · Espacio-tiempo · Materia bariónica · Universo ·
Materia oscura · Energía oscura
Experimentos Planck (satélite) · WMAP · COBE
Científicos Albert Einstein · Edwin Hubble · Georges Lemaître · Stephen Hawking ·
George Gamow
Portales
Principal Cosmología
Otros Física · Astronomía · Exploración espacial · Sistema Solar
Las ciencias físicas modelizan el universo como un sistema cerrado que contiene
energía y materia adscritas al espacio-tiempo y que se rige fundamentalmente por
principios causales. Basándose en observaciones del universo observable, los
físicos intentan describir el continuo espacio-tiempo en el que nos encontramos,
junto con toda la materia y energía existentes en él.
Los experimentos sugieren que el universo se ha regido por las mismas leyes
físicas, constantes a lo largo de su extensión e historia. Es homogéneo e
isotrópico. La fuerza dominante en distancias cósmicas es la gravedad, y la
relatividad general es actualmente la teoría más exacta para describirla. Las otras
tres fuerzas fundamentales, y las partículas en las que actúan, son descritas por
el modelo estándar.
El universo tiene por lo menos tres dimensiones de espacio y una de tiempo, aunque
experimentalmente no se pueden descartar dimensiones adicionales. El espacio-tiempo
parece estar conectado de forma sencilla, y el espacio tiene una curvatura media
muy pequeña o incluso nula, de manera que la geometría euclidiana es, como norma
general, exacta en todo el universo.
La teoría actualmente más aceptada sobre la formación del universo, fue teorizada
por el canónigo belga Lemaître, a partir de las ecuaciones de Albert Einstein.
Lemaitre concluyó (en oposición a lo que pensaba Einstein) que el universo no era
estacionario, que el universo tenía un origen. Es el modelo del Big Bang, que
describe la expansión del espacio-tiempo a partir de una singularidad
espaciotemporal. El universo experimentó un rápido periodo de inflación cósmica que
arrasó todas las irregularidades iniciales. A partir de entonces el universo se
expandió y se convirtió en estable, más frío y menos denso. Las variaciones menores
en la distribución de la masa dieron como resultado la segregación fractal en
porciones, que se encuentran en el universo actual como cúmulos de galaxias.
Las observaciones astronómicas indican que el universo tiene una edad de 13 799±21
millones de años (entre 13 778 y 13 820 millones de años con un intervalo de
confianza del 68%) y por lo menos 93 000 millones de años luz de extensión.2
Observaciones recientes han demostrado que esta expansión se está acelerando, y que
la mayor parte de la materia y la energía en el universo son las denominadas
materia oscura y energía oscura; la materia ordinaria (bariónica) solo
representaría algo más del 5 % del total.3
En el caso del universo observable, este puede ser solo una mínima porción del
universo existente y, por consiguiente, puede ser imposible saber realmente si el
universo está siendo completamente observado. La mayoría de cosmólogos creen que el
universo observable es una parte extremadamente pequeña del universo «entero»
realmente existente y que es imposible ver todo el espacio comóvil. En la
actualidad se desconoce si esto es correcto, ya que de acuerdo a los estudios de la
forma del universo, es posible que el universo observable esté cerca de tener el
mismo tamaño que todo el espacio. La pregunta sigue debatiéndose.56
Evolución
Teoría sobre el origen y la formación del Universo (Big Bang)
Artículo principal: Teoría del Big Bang
Durante la era más temprana del Big Bang, se cree que el universo era un caliente y
denso plasma. Según avanzaba la expansión, la temperatura decrecía hasta el punto
en que se pudieron formar los átomos. En aquella época, la energía de fondo se
desacopló de la materia y fue libre de viajar a través del espacio. La energía
remanente continuó enfriándose al expandirse el universo y hoy forma el fondo
cósmico de microondas. Esta radiación de fondo es remarcablemente uniforme en todas
las direcciones, circunstancia que los cosmólogos han intentado explicar como
reflejo de un periodo temprano de inflación cósmica después del Big Bang.
Hasta hace poco, la primera centésima de segundo era más bien un misterio,
impidiendo a los científicos describir exactamente cómo era el universo. Los nuevos
experimentos en el RHIC, en el Brookhaven National Laboratory, han proporcionado a
los físicos una luz en esta cortina de alta energía, de tal manera que pueden
observar directamente los tipos de comportamiento que pueden haber tenido lugar en
ese instante.7
En estas energías, los quarks que componen los protones y los neutrones no estaban
juntos, y una mezcla densa supercaliente de quarks y gluones, con algunos
electrones, era todo lo que podía existir en los microsegundos anteriores a que se
enfriaran lo suficiente para formar el tipo de partículas de materia que observamos
hoy en día.8
Protogalaxias
Artículo principal: Protogalaxia
El Big Crunch (Gran Implosión) que sucederá si el universo tiene una densidad
de materia por encima de la densidad crítica, al punto de que sea capaz de
decelerar su expansión hasta detenerla y llegar a invertirla. Así, la materia
recondensaría en una gran implosión guiada por la gravedad.
El Big Rip (Gran Desgarramiento) que sucederá si finalmente la densidad está
por debajo de un valor crítico, los cúmulos de galaxias acabarían acercándose y
formando grandes agujeros negros, del tipo que se supone existe en el centro de
muchas galaxias. Esos agujeros negros pueden considerarse como un rasgado o
desgarramiento del espacio-tiempo.
A partir de los años 1990 se comprobó que el universo parece tener una expansión
acelerada, hecho que dentro de la relatividad general solo es explicable acudiendo
a un mecanismo de tipo constante cosmológica. No se conoce si ese hecho puede dar
lugar a un tercer tipo de final.
Big Crunch o la Gran Implosión
Artículo principal: Big Crunch
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 rápidamente.
Big Rip o Gran Desgarramiento
Artículo principal: Big Rip
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[cita
requerida], normalmente afirma que el universo continuaría su expansión sin
provocar un Big Rip.
Descripción física
Tamaño del universo
Artículo principal: Universo observable
La esfera perfecta del Universo observable tiene unos 93 000 millones de años luz
de diámetro. Esquema logarítmico con el Sistema Solar en el centro y el Big Bang en
el borde.
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.11 Un artículo
de 200312 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 (Véase forma del Universo).
En el Universo las distancias que separan los astros son tan grandes que, si las
quisiéramos expresar en metros, tendríamos que utilizar cifras muy grandes. Debido
a ello, se utiliza como unidad de longitud el año luz, que corresponde a la
distancia que recorre la luz en un año.
Durante las primeras fases del Big Bang, se cree que se formaron las mismas
cantidades de materia y antimateria. Materia y antimateria deberían eliminarse
mutuamente al entrar en contacto, por lo que la actual existencia de materia (y la
ausencia de antimateria) supone una violación de la simetría CP (Véase Violación
CP), por lo que puede ser que las partículas y las antipartículas no tengan
propiedades exactamente iguales o simétricas,22 o puede que simplemente las leyes
físicas que rigen el universo favorezcan la supervivencia de la materia frente a la
antimateria.23 En este mismo sentido, también se ha sugerido que quizás la materia
oscura sea la causante de la bariogénesis al interactuar de distinta forma con la
materia que con la antimateria.24
Westerlund 2
Los cosmólogos teóricos estudian modelos del conjunto espacio-tiempo que estén
conectados, y buscan modelos que sean consistentes con los modelos físicos
cosmológicos del espacio-tiempo en la escala del universo observable. Sin embargo,
recientemente han tomado fuerza teorías que contemplan la posibilidad de
multiversos o varios universos coexistiendo simultáneamente. Según la recientemente
enunciada Teoría de Multiexplosiones se pretende dar explicación a este aspecto,
poniendo en relieve una posible convivencia de universos en un mismo espacio.30
El universo, ¿una ilusión?
Se estima que el universo puede estar constituido por unos 100 000 millones de
galaxias, aunque estas cifras varían en función de los diferentes estudios.
Formas de galaxias
La creciente potencia de los telescopios, que permite observaciones cada vez más
detalladas de los distintos elementos del universo, ha hecho posible una
clasificación de las galaxias por su forma. Se han establecido así cuatro tipos
distintos: galaxias elípticas,lenticulares, espirales, espirales barradas e
irregulares.
Galaxias elípticas
Galaxia elíptica NGC 1316.
Artículo principal: Galaxia elíptica
Las galaxias de este tipo fueron en su momento galaxias espirales, pero consumieron
o perdieron gran parte de materia interestelar, por lo que hoy carecen de brazos
espirales y solo presenta su núcleo. Aunque a veces existe cierta cantidad de
materia interestelar, sobre todo polvo, que se agrupa en forma de disco alrededor
de esta. Estas galaxias constituyen alrededor del 3 % de las galaxias del universo.
Galaxias espirales
Artículo principal: Galaxia espiral
Están constituidas por un núcleo central y dos o más brazos en espiral, que parten
del núcleo. Este se halla formado por multitud de estrellas y apenas tiene materia
interestelar, mientras que en los brazos abunda la materia interestelar y hay gran
cantidad de estrellas jóvenes, que son muy brillantes. Alrededor del 75 % de las
galaxias del universo son de este tipo.
Galaxia espiral barrada
Artículo principal: Galaxia espiral barrada
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. La distancia desde el Sol al centro de la galaxia es de
alrededor de 27 700 años luz (8,5 kpc) A simple vista, se observa como una estela
blanquecina de forma elíptica, que se puede distinguir en las noches despejadas. Lo
que no se aprecian son sus brazos espirales, en uno de los cuales, el llamado brazo
de Orión, está situado nuestro sistema solar, y por tanto la Tierra.
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 sobre su eje a una velocidad lineal superior a los
216 km/s.33
Las constelaciones
Artículo principal: Constelación
Constelación Andrómeda
Tan solo tres galaxias distintas a la nuestra son visibles a simple vista. Tenemos
la Galaxia de Andrómeda, visible desde el Hemisferio Norte; la Gran Nube de
Magallanes, y la Pequeña Nube de Magallanes, en el Hemisferio Sur celeste. El resto
de las galaxias no son visibles al ojo desnudo sin ayuda de instrumentos. Sí que lo
son, en cambio, 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.
Las estrellas
Artículo principal: Estrella
Son los elementos constitutivos más destacados de las galaxias. Las estrellas son
enormes esferas de gas que brillan debido a sus gigantescas reacciones nucleares.
Cuando debido a la fuerza gravitatoria, la presión y a la temperatura del interior
de una estrella que sea suficientemente intensa, se inicia la fusión nuclear de sus
átomos, y comienzan a emitir una luz roja oscura, que después se mueve hacia el
estado superior, que es en el que está nuestro Sol, para posteriormente, al
modificarse las reacciones nucleares interiores, dilatarse y finalmente enfriarse.
Remanente de la supernova
Los púlsares son fuentes de ondas de radio que emiten con periodos regulares. La
palabra «púlsar» significa pulsating radio source (fuente de radio pulsante). Se
detectan mediante radiotelescopios y se requieren relojes de extraordinaria
precisión para detectar sus cambios de ritmo. Los estudios indican que un púlsar es
una estrella de neutrones pequeña que gira a gran velocidad. El más conocido está
en la Nebulosa del Cangrejo. Su densidad es tan grande que una muestra de cuásar
del tamaño de una bola de bolígrafo tendría una masa de cerca de 100 000 toneladas.
Su campo magnético, muy intenso, se concentra en un espacio reducido. Esto lo
acelera y lo hace emitir gran cantidad de energía en haces de radiación que aquí
recibimos como ondas de radio.
Los planetas son cuerpos que giran en torno a una estrella y que, según la
definición de la Unión Astronómica Internacional, 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
el caso de cuerpos que orbitan alrededor de una estrella que no cumplan estas
características, se habla de planetas enanos, planetesimales, o asteroides. 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 habían detectado más de 400
planetas extrasolares, pero los avances tecnológicos están permitiendo que este
número crezca a buen ritmo.
Los satélites
Artículo principal: Satélite natural
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).
Asteroides y cometas
Artículos principales: Asteroide y Cometa.
C/2014 Q2 (Lovejoy)
En aquellas zonas de la órbita de una estrella en las que, por diversos motivos, no
se ha producido la agrupación de la materia inicial en un único cuerpo dominante o
planeta, aparecen los discos de 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 50 m 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
origina 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.
Mapa del universo observable con los objetos astronómicos notables conocidos en la
actualidad. Los cuerpos celestes aparecen con el tamaño agrandado para poder
apreciar su forma.
Indicios de un comienzo
La teoría general de la relatividad, que fue publicada por Albert Einstein en 1916,
implicaba que el cosmos se hallaba en expansión o en contracción. Pero este
concepto era totalmente opuesto a la noción de un universo estático, aceptada
entonces hasta por el propio Einstein. De ahí que este incluyera en sus cálculos lo
que denominó “constante cosmológica”, ajuste mediante el cual intentaba conciliar
su teoría con la idea aceptada de un universo estático e inmutable. Sin embargo,
ciertos descubrimientos que se sucedieron en los años veinte llevaron a Einstein a
decir que el ajuste que había efectuado a su teoría de la relatividad era el ‘mayor
error de su vida’. Dichos descubrimientos se realizaron gracias a la instalación de
un enorme telescopio de 254 centímetros en el monte Wilson (California). Las
observaciones formuladas en los años veinte con la ayuda de este instrumento
demostraron que el universo se halla en expansión.
Hasta entonces, los mayores telescopios solo permitían identificar las estrellas de
nuestra galaxia, la Vía Láctea, y aunque se veían borrones luminosos, llamados
nebulosas, por lo general se tomaban por remolinos de gas existentes en nuestra
galaxia. Gracias a la mayor potencia del telescopio del monte Wilson, Edwin Hubble
logró distinguir estrellas en aquellas nebulosas. Finalmente se descubrió que los
borrones eran lo mismo que la Vía Láctea: galaxias. Hoy se cree que hay entre 50
000 y 125 000 millones de galaxias, cada una con cientos de miles de millones de
estrellas.
A finales de los años veinte, Hubble también descubrió que las galaxias se alejan
de nosotros, y que lo hacen más velozmente cuanto más lejos se hallan. Los
astrónomos calculan la tasa de recesión de las galaxias mediante el espectrógrafo,
instrumento que mide el espectro de la luz procedente de los astros. Para ello,
dirigen la luz que proviene de estrellas lejanas hacia un prisma, que la descompone
en los colores que la integran.
El diario The New York Times (8 de marzo de 1998) indicó que hacia 1965 «los
astrónomos Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron la omnipresente radiación de
fondo: el destello residual de la explosión primigenia». El artículo añadió: «Todo
indicaba que la teoría [de la gran explosión] había triunfado».
Por esta razón, la NASA lanzó en noviembre de 1989 el satélite COBE (siglas de
Explorador del Fondo Cósmico, en inglés), cuyos descubrimientos se calificaron de
cruciales. “Las ondas que detectó su radiómetro diferencial de microondas
correspondían a las fluctuaciones que dejaron su impronta en el cosmos y que hace
miles de millones de años llevaron a la formación de las galaxias.”
Otros términos
Aunque palabras como mundo y sus equivalentes en otros lenguajes casi siempre se
refieren al planeta Tierra, antiguamente se referían a cada cosa que existía (se
podía ver). En ese sentido la utilizaba, por ejemplo, Copérnico. Algunos lenguajes
utilizan la palabra "mundo" como parte de la palabra "espacio exterior". Un ejemplo
en alemán lo constituye la palabra "Weltraum".34
Véase también
Referencias
Enlaces externos
En inglés:
Control de autoridades
Categoría:
Universo
Menú de navegación
No has accedido
Discusión
Contribuciones
Crear una cuenta
Acceder
Artículo
Discusión
Leer
Editar
Ver historial
Buscar
Portada
Portal de la comunidad
Actualidad
Cambios recientes
Páginas nuevas
Página aleatoria
Ayuda
Donaciones
Notificar un error
Herramientas
Imprimir/exportar
Crear un libro
Descargar como PDF
Versión para imprimir
En otros proyectos
Wikimedia Commons
Wikiquote
En otros idiomas
Башҡортса
English
Suomi
Nāhuatl
Napulitano
Português
Sicilianu
සිංහල
Svenska
Editar enlaces
Esta página se editó por última vez el 7 ago 2021 a las 15:00.
El texto está disponible bajo la Licencia Creative Commons Atribución Compartir
Igual 3.0; pueden aplicarse cláusulas adicionales. Al usar este sitio, usted acepta
nuestros términos de uso y nuestra política de privacidad.
Wikipedia® es una marca registrada de la Fundación Wikimedia, Inc., una
organización sin ánimo de lucro.
Política de privacidad
Acerca de Wikipedia
Limitación de responsabilidad
Versión para móviles
Desarrolladores
Estadísticas
Declaración de cookies
Wikimedia Foundation
Powered by MediaWiki