El origen del universo es el
instante en que apareció toda la materia y la energía que existe actualmente en
el universo como consecuencia de una gran explosión. El universo podría haberse originado hace aproximadamente
15000 millones de años. En 1930, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble
confirmó que el universo se estaba expandiendo.
Existen diversas teorías científicas acerca del origen del universo. Las
más aceptadas son la del Big Bang y la teoría Inflacionaria, que se
complementan.
La inflación cósmica es un
conjunto de propuestas en el marco de la física teórica para explicar la
expansión ultrarrápida del universo en los instantes iniciales y resolver el
llamado problema del horizonte. La
teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión es un modelo científico que
trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de
una singularidad espaciotemporal.
El Big Bang, literalmente gran
estallido, constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la
materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un
punto de densidad infinita, que en un momento dado "explota"
generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que
conocemos como nuestro Universo. Inmediatamente después del momento de la
"explosión", cada partícula de materia comenzó a alejarse muy
rápidamente una de otra, de la misma manera que al inflar un globo éste va
ocupando más espacio expandiendo su superficie.
En 1948 el físico ruso nacionalizado estadounidense George Gamow planteó
que el Universo se creó en una explosión gigantesca y que los diversos
elementos que hoy se observan se produjeron por efecto del Big Bang, el
hidrógeno y el helio habrían sido los productos primarios del Big Bang, y los
elementos más pesados se produjeron más tarde, dentro de las estrellas. Según
se expandía el Universo, la radiación residual del Big Bang continuó
enfriándose. Estos vestigios de radiación de fondo de microondas fueron
detectados en 1965, proporcionando así lo que la mayoría de los astrónomos
consideran la confirmación de la teoría del Big Bang. Uno de los problemas sin
resolver en el modelo del Universo en expansión es si el Universo es abierto o
cerrado (esto es, si se expandirá indefinidamente o se volverá a contraer).
Muchos de los trabajos habituales en cosmología teórica se centran en
desarrollar una mejor comprensión de los procesos que deben haber dado lugar al
Big Bang. La teoría inflacionaria, formulada en la década de 1980, resuelve
dificultades importantes en el planteamiento original de Gamow al incorporar
avances recientes en la física de las partículas elementales.
Las galaxias.
A gran escala, el universo está
formado por galaxias y agrupaciones de galaxias. Las galaxias son agrupaciones
masivas de estrellas, y son las estructuras más grandes en las que se organiza
la materia en el universo. A través del telescopio se manifiestan como manchas
luminosas de diferentes formas. A la hora de clasificarlas, los científicos
distinguen entre las galaxias del Grupo Local, compuesto por las treinta
galaxias más cercanas y a las que está unida gravitacionalmente nuestra galaxia
(la Vía Láctea), y todas las demás galaxias, a las que llaman "galaxias
exteriores".
Las galaxias están distribuidas
por todo el universo y presentan características muy diversas, tanto en lo que
respecta a su configuración como a su antigüedad. Las más pequeñas abarcan
alrededor de 3.000 millones de estrellas, y las galaxias de mayor tamaño pueden
llegar a abarcar más de un billón de astros.
Además de estrellas y sus astros asociados (planetas, asteroides,
etc...), las galaxias contienen también materia interestelar, constituida por
polvo y gas en una proporción que varía entre el 1 y el 10% de su masa.
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,
espirales, espirales barradas e irregulares.
Galaxias elípticas. En forma de elipse o de esferoide, se
caracterizan por carecer de una estructura interna definida y por presentar muy
poca materia interestelar. Se consideran las más antiguas del universo, ya que
sus estrellas son viejas y se encuentran en una fase muy avanzada de su
evolución.
Galaxias espirales. Están constituidas por un núcleo central y
dos o más brazos en espiral, que parten del núcleo. Éste 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. Es un
subtipo de galaxia espiral, caracterizados por la presencia de una barra
central de la que típicamente parten dos brazos espirales. Este tipo de
galaxias constituyen una fracción importante del total de galaxias espirales.
La Vía Láctea es una galaxia espiral barrada.
Galaxias irregulares. Incluyen
una gran diversidad de galaxias, cuyas configuraciones no responden a las tres
formas anteriores, aunque tienen en común algunas características, como la de
ser casi todas pequeñas y contener un gran porcentaje de materia interestelar.
Se calcula que son irregulares alrededor del 5% de las galaxias del universo.
La 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. 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.
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.
Tan sólo 3 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. 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 la temperatura del interior de una estrella
es 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.
Los planetas. 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 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 han detectado más de 400 planetas
extrasolares, pero los avances tecnológicos están permitiendo que este número
crezca a buen ritmo.
Los 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.
Asteroides y cometas. 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 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 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.
Video para profundizar
Existen los agujeros negros
TALLER
1.- Las pregntas que se realicen en clase
2..- Completa en el cuadro los planetas del sistema
solar y el número de lunas de cada planeta
PLANETA
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Número
de lunas
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3.- Qué condiciones de la tierra
hicieron posible el origen y evolución de la vida, es posible encontrar vida en
otros planetas del sistema solar?
