jueves, 26 de octubre de 2017

Universos paralelos


Universos paralelos: explicando la teoría


    La teoría de los universos paralelos habla sobre la existencia de universos complementarios al nuestro, universos que no somos capaces de ver pero que comparten espacio y tiempo con nosotros. La teoría ha sido desarrollada por muchos científicos pero aún nada ha podido ser comprobado. Sin embargo, hoy vamos a exponer algunos de los puntos centrales para poder entender un poco más de qué va esto.


   DA través de una conferencia ofrecida por Brian Greene en los clásicos seminarios TED, intentaremos explicar los fundamentos más claros de esta teoría, el por qué de la misma, sus limitaciones y sus posibles avances.



Observación del universo


  Todas las teorías sobre el origen del universo y sus comportamientos nacen de la observación del mismo. De la misma manera debemos decir que la investigación sobre los universos múltiples tiene sus raíces aquí.

  Hoy en día sabemos, gracias a los estudios astronómicos, que el universo se encuentra en expansión y que sigue una conducta de expansión acelerada provocada por una materia a la cual los científicos llaman "materia oscura". Esta materia oscura está presente en todo el universo y es la que hace que se expanda.

   Para poder entender mejor esta aceleración, los científicos intentaron calcular la cantidad de esta materia oscura presente en el universo. El número que obtuvieron fue el siguiente:



0,00000000000000000000000000000000000000000

0000000000000000000000000000000000000000000

000000000000000000000000000000000000000138


   Este pequeño número es real, existe y está presente en nuestro cuerpo tanto como en el resto del universo. Sin embargo, dejemos este número un segundo para continuar el análisis completo y luego reencontrarnos con él.
Más allá de los átomos: la teoría de cuerdas

   La teoría de las cuerdas es una nueva (o no tan nueva) teoría descrita para explicar la composición total del universo. Hasta hace no mucho tiempo se hablaba de átomos como los compuestos esenciales del universo. Más adelante se habló de partículas subatómicas, pero esta teoría habla de la creencia de algo más allá de estos compuestos: las cuerdas.

  La teoría de las cuerdas dice que el componente inicial del universo es una suerte de cuerda. Esta cuerda que vibra como la de un violín es la generadora de todo lo demás. Para entenderlo de una manera sencilla, se dice que la unión de estos diferentes tipos de cuerdas generan un tipo de molécula u otra, y de esta manera la composición del universo.




   Por otra parte esta teoría no es del todo aceptada, a causa de ciertas incongruencias internas. Sin embargo, la teoría de los universos paralelos la trae a colación ya que dice contar con las respuestas a estas preguntas sin resolver.

   En nuestro mundo existen tres dimensiones aparentes: alto, ancho y profundidad. La teoría de los universos múltiples dice que estas pequeñas cuerdas cuentan con más dimensiones pero que por tratarse de elementos tan pequeños somos incapaces de detectarlas.

   La forma y el movimiento de estas cuerdas determinan todo lo que existe en el universo, todas las propiedades de los elementos y sus fuerzas. Sin embargo, desconocer la forma de estas cuerdas nos limita bastante. La teoría de los universos paralelos dice que si conocemos la forma de aquellas dimensiones presentes en estas cuerdas podríamos calcular datos significantivos para entender el universo como la cantidad de materia oscura.







La materia oscura y los universos paralelos

   El problema principal de los científicos, dice Brian Greene, es que se han dedicado a intentar entender e investigar el número de materia oscura presente en nuestro universo, sin darse cuenta de que no existe una explicación, ya que no existe un único número para la materia oscura.

   Para explicarnos mejor vamos a volver a la teoría de las cuerdas. Como no conocemos la forma de la dimensión de estas cuerdas no podemos hacer lecturas sobre las mismas, sin embargo sabemos que nuestro universo cuenta con ese número de materia oscura. Otros universos determinados por las mismas cuerdas cuentan con otro número de materia oscura, por esta razón no existe ninguna explicación científica de por qué "ese" número para nuestra materia oscura y no otro.

  La razón es que "ese" número es el que permite a nuestra forma de vida pertenecer a este universo y no otro y por eso estamos aquí.


   En el caso de que pensemos en otros universos como posibles albergadores de nuestra forma de vida podemos decir que si su número de materia oscura es más elevado tendrá una aceleración tan rápida que las galaxias como las conocemos no podrían formarse. Lo cual no quita la posibilidad de otras formas de vida, pero nunca una como la nuestra.

   En caso de que el número de materia oscura fuera menor que el de nuestro universo, se retroatraería nuevamente a su centro por falta de fuerza y se cerraría sin tampoco poder formar galaxias.
Teoría de la Inflación Cósmica


  Pero qué hace que todo esto cierre y que debamos creer en la teoría de universos paralelos. Bueno, la respuesta se encuentra detrás de la teoría de la Inflación Cósmica.


   Si regresamos al inicio del universo, más exactamente al momento del Big Bang, la teoría dice que este fenómeno no fue algo que durase un solo momento, ya que esta cantidad de energía no puede explotar toda al mismo tiempo. La teoría de la Inflación Cósmica dice que sucesivos Big Bangs tuvieron lugar gracias a esta cantidad de energía y de esta manera se crearon diferentes universos.

   Para ser más claros, digamos que unas explosiones detrás de otras crearon varios universos y estos universos se encuentran flotando en una suerte de piscina unos con otros. Hoy en día podemos observar la fuerza con la que fue creado nuestro universo gracias a una lectura del mismo, donde podemos encontrar una marca de la expansión

   Cada uno de los otros universos creados en estos sucesivos Big Bangs cuenta con sus propias cualidades y propiedades como la materia oscura. Sin embargo, todos ellos se encuentran en esta piscina, así que la teoría dice que un posible contacto entre los diferentes universos puede ser posible.



    Una vez más debemos volver a la teoría de las cuerdas, ya que aquí encontraremos el fundamento a las diferentes formas de las diferentes dimensiones de estas cuerdas. Cada universo contará con cuerdas de diferentes formas creando a su vez diferentes universo.


   Nosotros, la raza humana, nos encontramos en este universo y no en otro simplemente porque nuestro universo cuenta con las características necesarias para albergar nuestra forma de vida, como ya hemos dicho antes.

   Entonces, no es necesario preguntar "qué es ese número", sino preguntarse "por qué ese número", y la respuesta es muy sencilla, como también dijimos antes: es este universo y no otro porque este nos ofreció los elementos y las condiciones necesarias para desarrollar un tipo de vida como la nuestra.
La teoría de los universos paralelos, ¿se puede confirmar?


  Está claro que no podemos confiar 100% en la teoría si no vemos forma de comprobarla,
pero existe una remota forma de confirmarla: si la teoría de los universos paralelos está en lo cierto, estos universos metidos dentro de la piscina en algún momento deberían llegar a tocarse y colisionar, dejando una huella como la ofrecida por la fuerza provocada por el Big Bang.


Si una perturbación de estas características afectara nuestro universo seríamos capaces de confirmar todo lo antes dicho, pero al parecer esto aún no ha ocurrido, o aún no ha llegado hasta nosotros.





   Por último, Brian Greene dice que gracias a la continua expansión de nuestro universo, llegará un momento en que el tamaño del mismo ya sea ilimitado, por lo menos para que nuestra especie lo pueda detectar. En ese momento los investigadores serán incapaces de leer estas huellas energéticas hechas por el Big Bang o por una posible colisión de universo.

  Esto nos lleva al problema de qué ocurrirá entonces: esos futuros investigadores podrían leer las cosas escritas hoy en día sin lograr comprobarlas o limitarse a pensar que el universo es uno e ilimitado gracias a lo revelado por su propia experiencia.


  Esto nos dice que tal vez debamos ver más allá de nuestro propio horizonte para entender qué sucede y cómo nos rodea. Por esta razón también debemos abrir los ojos a teorías como las de los universos múltiples, ya que a pesar de no estar presentes pueden estar más allá de lo que podamos percibir.

Misterios del universo



   Desde tiempos inmemorables, el ser humano se sienta a ver el firmamento como si fuese su única fascinación. Se olvida del tiempo y de sí mismo para admirar la belleza de la danza de estrellas. No sólo eso, a lo largo su historia, grandes artistas y científicos encontraron su inspiración en el Universo y organizaron su conocimiento acerca de los astros en distintos tratados científicos y obras magistrales. No obstante, todos compartimos una motivación: la esperanza de hallar una señal, un presagio en la bóveda celeste que revele el destino de nuestra solitaria existencia. Desgraciadamente aún no la encontramos, y dudo que lo hagamos. Después de todo, tal vez no exista la tan anhelada "escencia cósmica" que justifique nuestra existencia, pero seguramente hay un sin fin de maravillas más allá de lo que nuestros sentidos pueden percibir. Prepárate para un viaje a través de los secretos del Universo.



Galaxia rectangular
   Seguramente has escuchado acerca de las distintas formas que pueden tomar las galaxias: elípticas, espirales e irregulares. Sin embargo en el 2012 los astrónomos de la Universidad de Swinburne descubrieron una galaxia enana de forma rectangular a 70 millones de años luz. Inicialmente los astrónomos atribuyeron su forma peculiar a un efecto de deformación de la luz provocado por la gravedad. Pero después de investigar llegaron a la conclusión de que la galaxia había nacido como consecuencia de la colisión de dos galaxias cercanas.



Materia oscura
   Uno de los descubrimientos más sorprendentes del último siglo es que la materia ordinaria que conocemos constituye apenas el 5 por ciento de la masa del Universo. ¿No parece una locura que lo que nuestros ojos apenas puedan ver sea el 5 por ciento? Los científicos afirman que el resto se compone de materia oscura en un 25 por ciento, y energía oscura 70 por ciento. Sin embargo, la materia oscura no ha sido observada directamente, ya que es invisible y no interactúa con la materia convencional o la luz. Pero las investigaciones más recientes soportan que existe debido a los efectos gravitacionales que se han observado en galaxias. De acuerdo a estas nuevas teorías, las estrellas que orbitan en los extremos de las galaxias deberían viajar más lento que las que se encuentran en su centro, sin embargo no es así, por lo tanto, algún objeto desconocido las está atrayendo hacia el exterior.

Energía oscura
   Si pensabas que la materia oscura ya era demasiado misterio para ti, te tengo dos noticias, una buena y una mala. La primera es que los científicos descubrieron que la velocidad de expansión del Universo no está disminuyendo, sino que aumenta a medida que pasa el tiempo, y atribuyeron este efecto a un nuevo tipo de fuerza: la energía oscura. La mala noticia es que aún no tenemos una explicación sólida acerca de su origen o funcionamiento. Se especula que es una especie de fuerza repulsiva generada por las fluctuaciones cuánticas de lo que antes considerábamos como vacío. Ahora un fluido desconocido provoca que el Universo se expanda y no sabemos por qué.


Teoría de Multiversos


   Las películas de ciencia ficción constantemente nos hablan de portales a otras dimensiones y viajes entre universos paralelos. No obstante, no están tan alejadas de la realidad, pues distintos físicos afirman que "nuestro" Universo no es el único, y que hay un número infinito de estos que componen el multiverso. Nosotros somos apenas una parte nanoscópica del Aleph cósmico. A continuación algunas de las pruebas científicas y matemáticas que soportan esta teoría:

1- Se estima que la forma del Universo no es esférica o toroidal sino plana. Entonces, si imaginamos que el Universo se extiende como una hoja de papel infinita, en algún momento éste debe empezar a repetirse porque las distintas maneras en que las partículas pueden organizarse en el espacio y el tiempo son finitas.



2- La inflación eterna es una teoría que predice la existencia de burbujas temporales en el espacio, en éstas no se perciben los efectos de la expansión provocada por el Big Bang. Si esto es cierto, en el multiverso habrá regiones congeladas donde se están desarrollados universos como el nuestro, mientras en otras partes la expansión continúa como si se tratara de un globo que crece infinitamente.



3- La teoría de cuerdas cósmicas es la inspiración de la teoría de universos paralelos. Ésta predice que nuestro Universo yace en una membrana tridimensional, y que además existen otras membranas similares que contienen universos paralelos en dimensiones superiores.




Ecuación de Drake:

No somos únicos"A veces creo que hay vida en otros planetas, y a veces creo que no. En cualquiera de los dos casos la conclusión es asombrosa". Carl Sagan

¿Qué probabilidad hay de que existan otras civilizaciones más allá de lo que actualmente la tecnología humana puede ver? El Dr. Frank Drake, después de años de largos años de estudio y trabajo, concibió una ecuación que estima el número de civilizaciones tecnológicas que podrían existir en nuestra galaxia. Aunque las soluciones a su ecuación no son únicas, ésta ha sido aceptada por la comunidad científica debido a la importancia de los factores que considera la ecuación es la siguiente:



En la que:


N: número de civilizaciones en la Vía Láctea cuyas emisiones electromagnéticas son detectables.


R*: La velocidad de formación de estrellas adecuadas para el desarrollo de vida inteligente.


fp = La fracción de estrellas que cuentan con sistemas planetarios.


ne = El número de planetas por sistema solar que cuenta con las condiciones necesarias para la vida.


fl = La fracción de planetas en los que se ha desarrollado alguna forma de vida.


fi = La fracción de planetas en los que se ha desarrollado vida inteligente.


fc = La fracción de civilizaciones que ha desarrollado una tecnología que emite señales detectables al espacio.


L = El lapso de tiempo dentro del cual las civilizaciones pueden emitir señales detectables al espacio.



Las primeras pruebas que realizó el equipo de Drake estimaron la existencia de 10 civilizaciones detectables. Espero que después de leer esto no continúes creyendo que eres parte de la única raza "inteligente" del Universo.




La nube de Oort:

    Los cometas son todo un espectáculo para el ser humano, desde tiempos remotos les atribuimos distintos significados, tanto catastróficos como afortunados. ¿Pero de dónde provienen o por qué es que regresan cada determinado periodo de tiempo?

   La nube de Oort es un conjunto de asteroides y cometas, situado más allá de Plutón, en el extremo del Sistema Solar (a 5 mil veces la distancia de la Tierra al Sol). Se cree que esta guardería de cometas se formó durante las primeras fases del Sistema Solar, pero fue expelida hacia sus confines debido a la fuerza de gravedad. El famoso cometa Halley nació aquí, y regresa aproximadamente cada 79 años para deleitarnos con su danza.





Agujeros de gusano: viajes espaciotemporales

   Aún es un misterio cómo es que Matthew McConaughey, en la película Interestelar, logró entrar y salir de un agujero de gusano para salvar la Tierra. Aunque teóricamente los agujeros de gusano son posibles de acuerdo a la teoría general de la relatividad de Einstein, los viajes a través de ellos aún permanecen en el dominio de la ciencia ficción.


   Estos pasajes cósmicos son puentes que conectan dos puntos diferentes del Universo, y su formación se debe a la curvatura que provocan los objetos en el espacio-tiempo. Para visualizar cómo se originan, imagina una hoja de papel doblada en forma de "c". Si en la parte superior e inferior colocas imanes, observarás cómo se atraen y colapsan la hoja. La única diferencia es que en el Universo, nuestros imanes hipotéticos son cuerpos masivos que deformarían el espacio-tiempo, creando así un túnel entre los dos extremos.



Big freeze: un final inesperado

   Una de las distintas hipótesis acerca del destino final del Universo predice que, debido a que este se expande infinitamente, llegará un momento en que la energía no será suficiente para abarcar un área tan grande. Por lo tanto, en ese momento las estrellas existentes se apagarán y la mayor parte del Universo se volverá oscuro. ¿Suena aterrador, no? Afortunadamente han pasado 13.7 billones de años desde que nuestro Universo nació, y éste aún no da señales significativas de vejez. No te preocupes, estás a salvo.



El sonido del los hoyos negros

  El tercer principio de la filosofía Hermetista establece que "en el Universo todo vibra, nada está inmóvil". Aunque a primera vista esta frase parezca más espiritual que científica debido a su interpretación común, hoy se ha comprobado que hasta la materia más densa vibra si se le observa a un nivel cuántico. ¿Entonces, si todo vibra, es posible escuchar el sonido de un hoyo negro?


  Los astrónomos de la NASA observaron por primera vez, a través del satélite artificial Chandra, la propagación de ondas sonoras de un hoyo negro. Después de varios cálculos rigurosos determinaron que su frecuencia es cercana a la nota Si bemol, pero 57 octavas debajo del Do central. Hasta ahora, esta es la nota más grave que jamás se ha detectado en el Universo.

Diferencia entre la Galaxia y el universo


¿Qué diferencia hay entre la galaxia y el universo?

Te explicaremos qué diferencia hay entre la galaxia y el universo, ya que son términos que pueden sonar muy similares, pero en realidad son muy diferentes.


El término “galaxia” también es conocido como cúmulo estelar o sistema estelar, el cual es un sistema que está compuesto de estrellas, gases, asteroides, polvo estelar y materia oscura. Una fuerza central conocida como hoyo negro contiene todos éstos juntos.

El universo está formado por la Tierra y otros cuerpos celestes en el espacio exterior. El sistema solar es parte del universo. Una galaxia es parte del universo. El universo tiene un concepto más amplio que una galaxia, ya que todo está incluido en él.

Las galaxias varían en tamaño desde “galaxias gigantes”, con billones de estrellas, hasta “galaxias

enanas” con millones de estrellas. Las estrellas de una galaxia se mueven alrededor de la masa que está en el centro. Existen muchas galaxias en el espacio exterior. Varias teorías afirman que hay mucho más galaxias en el espacio exterior de las que conocemos, ya que muchas son invisibles.

El universo esta compuesto de todo lo que nos rodea. La Tierra, la energía, el cielo, las galaxias y

todo lo que se ve alrededor de nosotros es el “universo”.


El término “universo” es una palabra que se deriva del francés antiguo “univers” que se ha derivado de la palabra latina ” Universum ” que significa” convertido en uno “.


Una galaxia viene en diferentes formas y tamaños. En general, una galaxia se divide en elíptica, espiral e irregular. Según la Teoría del Big Bang, el universo se ha expandido de una fase extremadamente caliente y densa conocida como Época de Planck. Desde la época de Planck, el universo se ha estado expandiendo. Se dice que el universo tiene una edad de 13,750 millones de años.

Galaxias cercanas



Las galaxias cercanas

Las galaxias más cercanas a la Vía Láctea son las que pertenecen al llamado Grupo Local. Se ven fácilmente con un telescopio de aficionado. Algunas, como Andrómeda y las Nubes de Magallanes, pueden observarse incluso a simple vista.

Alrededor de la Via Láctea orbitan algunas galaxias enanas. En 1.994 se descubrió la Galaxia Enana Elíptica de Sagitario o SagDEG (Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy en inglés) a 70.000 años luz de distancia, y en 2.003 la Galaxia de Can Mayor a 25.000 años luz. Son las dos más cercanas descubiertas hasta el momento.
Galaxias cercanas más importantes

Andrómeda: a 2,5 millones de años luz de la Tierra. Es una espiral gigante, el doble de tamaño que la Vía Láctea. Es la galaxia más grande del Grupo Local. Contiene cientos de miles de millones de estrellas y gran cantidad de nebulosas. En su centro hay un agujero negro supermasivo. Es muy brillante y es el objeto más lejano que puede verse a simple vista. Se calcula que dentro de unos 6.000 millones de años, la Vía Láctea y Andrómeda chocarán.


Pequeña y Gran Nube de Magallanes: son dos galaxias satélite de la Vía Láctea. Esto significa que la Vía Láctera las atrae con su gravedad, y en el futuro formarán parte de ella. Se llaman así porque Magallanes fue el primer explorador europeo que las observó, en el siglo XVI. La Gran Nube está a 170.000 años luz de distancia, y la Pequeña Nube a 210.000 años luz. Son galaxias enanas e irregulares, con muchas nebulosas y estrellas jóvenes. En el hemisferio sur se ven a simple vista, como dos nubes blancas aisladas de la Vía Láctea que cruza el cielo.


Triángulo: es la tercera galaxia más grande del Grupo Local, por detrás de Andrómeda y la Vía Láctea. Está a 3 millones de años luz. Sólo se ve con telescopio. Tiene forma espiral, parecida a nuestra galaxia. Se cree que Andrómeda la atrae con su gravedad, e incluso podría orbitar alrededor de ella. En la galaxia de Triángulo está la nebulosa de emisión más grande que se conoce: la NGC 604.

Tipos de Galaxias



Clases de Galaxia



Cuando se utilizan telescopios potentes, en la mayor parte de las galaxias sólo se detecta la luz mezclada de todas las estrellas; sin embargo, las más cercanas muestran estrellas individuales.

Las galaxias presentan una gran variedad de formas. En 1930 Edwin Hubble clasificó las galaxias en elípticas, espirales e irregulares. Las dos primeras clases son más frecuentes.
Galaxias elípticas

Algunas galaxias tienen un perfil globular completo con un núcleo brillante.

Estas galaxias, llamadas elípticas, contienen una gran población de estrellas viejas, normalmente poco gas y polvo, y algunas estrellas de nueva formación. Las galaxias elípticas tienen gran variedad de tamaños, desde gigantes a enanas. En la foto, la elíptica Galaxia del Sombrero, M104.

Hubble simbolizó las galaxias elípticas con la letra E y las subdividió en ocho clases, desde la E0, prácticamente esféricas, hasta la E7, usiformes. En las galaxias elípticas la concentración de estrellas va disminuyendo desde el núcleo, que es pequeño y muy brillante, hacia sus bordes.
Galaxias espirales

Las galaxias espirales son discos achatados que contienen no sólo algunas estrellas viejas sino también una gran población de estrellas jóvenes, bastante gas y polvo, y nubes moleculares que son el lugar de nacimiento de las estrellas.
Generalmente, un halo de débiles estrellas viejas rodea el disco, y suele existir una protuberancia nuclear más pequeña que emite dos chorros de materia energética en direcciones opuestas. Una de ellas es la galaxia de Bode, M81.


Las galaxias espirales se designan con la letra S (spiral). Dependiendo del menor o mayor desarrollo que posea cada brazo, se le asigna una letra a, b ó c (Sa, Sb, Sc, SBa, SBb, SBc).


Existen otras galaxias intermedias entre las elípticas y las espirales. Son las llamadas lenticulares o lenticulares normales, identificadas como SO y clasificadas en los grupos SO1, SO2 y SO3. A su vez, se distinguen las lenticulares barradas (SBO) que se clasifican en tres grupos, según presenten la barra más o menos definida y brillante.
Galaxias irregulares

Las galaxias irregulares se simbolizan con la letra I ó IR, aunque suelen ser enanas o poco comunes. Se engloban en este grupo aquellas galaxias que no tienen estructura y simetría bien definidas.

Se clasifican en irregulares de tipo 1 o magallánico, que contienen gran cantidad de estrellas jóvenes y materia interestelar, y galaxias irregulares de tipo 2, menos frecuentes y cuyo contenido es dificil de identificar.

Las galaxias irregulares se sitúan generalmente próximas a galaxias más grandes, y suelen contener grandes cantidades de estrellas jóvenes, gas y polvo cósmico. Un ejemplo es nuestra vecina la galaxia de Barnard, NGC 6822.

Las Galaxias


Las Galaxias del Universo

Las galaxias son acumulaciones enormes de estrellas, gases y polvo.


En el Universo hay centenares de miles de millones de galaxias. Cada una puede estar formada por centenares de miles de millones de estrellas y otros astros. 

En el centro de las galaxias es donde se concentran más estrellas.


Todos los cuerpos que forman parte de una galaxia se mueven a causa de la atracción entre ellos debida al efecto de la gravedad, lo que Newton definió como gravitación universal. En general hay, además, un movimiento mucho más amplio que hace que todo junto gire alrededor del centro.


Aquí va una lista de las galaxias que tenemos más "cerca":
Galaxias vecinasDistancia (Años luz)
Nubes de Magallanes  200.000
El Dragón300.000
Osa Menor300.000
El Escultor300.000
El Fogón400.000
Leo700.000
NGC 68221.700.000
NGC 221 (M32)2.100.000
Andrómeda (M31)2.200.000
El Triángulo (M33)2.700.000

Tamaños y formas de las galaxias


Hay galaxias enormes como Andrómeda, o pequeñas como su vecina M32. Las hay en forma de globo, de lente, planas, elípticas, espirales (como la nuestra) o formas irregulares. Las galaxias se agrupan formando "cúmulos de galaxias".


La galaxia grande más cercana es Andrómeda.


Se puede observar a simple vista y parece una mancha luminosa de aspecto brumoso. Los astrónomos árabes ya la habían observado. Actualmente se la conoce con la denominación M31. Está a unos 2.200.000 años luz de nosotros. Es el doble de grande que la Vía Láctea.



Las galaxias tienen un origen y una evolución


Las primeras galaxias se empezaron a formar unos 1.000 millones de años después del Big-Bang. Las estrellas que las forman también tienen un nacimiento, una evolución y una muerte.


El Sol, por ejemplo, es una estrella que se formó por acumulación de materiales que provenían de estrellas anteriores, muertas.


Muchos nucleos de galaxias emiten una fuerte radiación, cosa que indica la probable presencia de un agujero negro.


Los movimientos de las galaxias provocan, a veces, choques violentos. Pero, en general, las galaxias se alejan las unas de las otras, como puntos dibujados sobre la superficie de un globo que se infla.

Agujeros negros


¿Qué es un agujero negro?



Para entender lo que es un agujero negro empecemos por una estrella como el Sol, que tiene un diámetro de 1.390.000 kilómetros y una masa 330.000 veces superior a la de la Tierra.


Teniendo en cuenta esa masa y la distancia de la superficie al centro se demuestra que cualquier objeto colocado sobre la superficie del Sol estaría sometido a una atracción gravitatoria unas 28 veces superior a la gravedad terrestre en la superficie del planeta.



Una estrella corriente conserva su tamaño normal gracias al equilibrio entre una altísima temperatura central, que tiende a expandir la sustancia estelar, y la gigantesca atracción gravitatoria, que tiende a contraerla y estrujarla.


Si en un momento dado la temperatura interna desciende, la gravitación se hará dueña de la situación. La estrella comienza a contraerse y a lo largo de ese proceso la estructura atómica del interior se desintegra. En lugar de átomos habrá ahora electrones, protones y neutrones sueltos. La estrella sigue contrayéndose hasta el momento en que la repulsión mutua de los electrones contrarresta cualquier contracción ulterior.


La estrella es ahora una «enana blanca». Si una estrella como el Sol sufriera este colapso que conduce al estado de enana blanca, toda su masa quedaría reducida a una esfera de unos 16.000 kilómetros de diámetro, y su gravedad superficial (con la misma masa pero a una distancia mucho menor del centro) sería 210.000 veces superior a la de la Tierra.



En determinadas condiciones la atracción gravitatoria se hace demasiado fuerte para ser contrarrestada por la repulsión electrónica. La estrella se contrae de nuevo, obligando a los electrones y protones a combinarse para formar neutrones y forzando también a estos últimos a apelotonarse en estrecho contacto. La estructura neutrónica contrarresta entonces cualquier ulterior contracción y lo que tenemos es una «estrella de neutrones», que podría albergar toda la masa de nuestro sol en una esfera de sólo 16 kilómetros de diámetro. La gravedad superficial sería 210.000.000.000 veces superior a la que tenemos en la Tierra.


En ciertas condiciones, la gravitación puede superar incluso la resistencia de la estructura neutrónica. En ese caso ya no hay nada que pueda oponerse al colapso. La estrella puede contraerse hasta un volumen cero y la gravedad superficial aumentar hacia el infinito.


Según la teoría de la relatividad, la luz emitida por una estrella pierde algo de su energía al avanzar contra el campo gravitatorio de la estrella. Cuanto más intenso es el campo, tanto mayor es la pérdida de energía, lo cual ha sido comprobado experimentalmente en el espacio y en el laboratorio.


La luz emitida por una estrella ordinaria como el Sol pierde muy poca energía. La emitida por una enana blanca, algo más; y la emitida por una estrella de neutrones aún más. A lo largo del proceso de colapso de la estrella de neutrones llega un momento en que la luz que emana de la superficie pierde toda su energía y no puede escapar.



Un objeto sometido a una compresión mayor que la de las estrellas de neutrones tendría un campo gravitatorio tan intenso, que cualquier cosa que se aproximara a él quedaría atrapada y no podría volver a salir. Es como si el objeto atrapado hubiera caído en un agujero infinitamente hondo y no cesase nunca de caer. Y como ni siquiera la luz puede escapar, el objeto comprimido será negro. Literalmente, un «agujero negro».


Hoy día los astrónomos están encontrando pruebas de la existencia de agujeros negros en distintos lugares del universo.

Pulsares



¿Qué son los pulsares?



En el verano de 1967, Anthony Hewish y sus colaboradores de la Universidad de Cambridge detectaron, por accidente, emisiones de radio en los cielos que en nada se parecían a las que se habían detectado hasta entonces. Llegaban en impulsos muy regulares a intervalos de sólo 1 1/3 segundos. Para ser exactos, a intervalos de 1, 33730109 segundos. La fuente emisora recibió el nombre de «estrella pulsante» o «pulsar» en abreviatura (pulsating star en inglés).


Durante los dos años siguientes se descubrieron un número bastante grande de tales pulsares, y el lector seguramente se preguntará por qué no se descubrieron antes. El caso es que un pulsar radia mucha energía en cada impulso, pero estos impulsos son tan breves que por término medio la intensidad de radioondas es muy baja, pasando inadvertida. Es más, los astrónomos suponían que las fuentes de radio emitían energía a un nivel constante y no prestaban atención a los impulsos intermitentes.


Uno de los pulsares más rápidos fue el que se encontró en la nebulosa del Cangrejo, comprobándose que radiaba en la zona visible del espectro electromagnético. Se apagaba y se encendía en perfecta sincronización con los impulsos de radio. Aunque había sido observado muchas veces, había pasado hasta entonces por una estrella ordinaria. Nadie pensó jamás en observarlo con un aparato de detección lo bastante delicado como para demostrar que guiñaba treinta veces por segundo. Con pulsaciones tan rápidas, la luz parecía constante, tanto para el ojo humano como para los instrumentos ordinarios.


¿Pero qué es un pulsar? Si un objeto emite energía a intervalos periódicos es que está experimentando algún fenómeno de carácter físico en dichos intervalos. Puede ser, por ejemplo, un cuerpo que se está expandiendo y contrayendo y que emite un impulso de energía en cada contracción. O podría girar alrededor de su eje o alrededor de otro cuerpo y emitir un impulso de energía en cada rotación o revolución.


La dificultad estribaba en que la cadencia de impulsos era rapidísima, desde un impulso cada cuatro segundos, a uno cada 1/30 de segundo. El pulsar tenía que ser un cuerpo muy caliente, pues si no, no podría emitir tanta energía; y, además, tenía que ser un cuerpo muy pequeño, porque de lo contrario, no podría hacer nada con esa increíble velocidad.


Los cuerpos calientes más pequeños que habían observado los científicos eran las estrellas enanas blancas. Estas pueden llegar a tener la masa de nuestro sol, son tanto o más calientes que él y, sin embargo, no son mayores que la Tierra. ¿Podría ser que esas enanas blancas produjesen impulsos al expandirse y contraerse o al rotar? ¿O se trataba de dos enanas blancas girando una alrededor de la otra? Pero por muchas vueltas que le dieron los astrónomos al problema no conseguían entender que las enanas blancas se movieran con suficiente rapidez.


En cuanto a objetos aún más pequeños, los astrónomos habían previsto teóricamente la posibilidad de que una estrella se contrajera brutalmente bajo la atracción de la gravedad, estrujando los núcleos atómicos unos contra otros. Los electrones y protones interaccionarían y formarían neutrones, y la estrella se convertiría en una especie de gelatina de neutrones. Una «estrella de neutrones» como ésta podría tener la misma masa que el Sol y medir sin embargo sólo diez millas de diámetro.



Ahora bien, jamás se había observado una estrella de neutrones, y siendo tan pequeñas se temía que aunque existiesen no fueran detectables.


Con todo, un cuerpo tan pequeño sí podría girar suficientemente rápido para producir los impulsos. En ciertas condiciones los electrones sólo podrían escapar en ciertos puntos de la superficie. Al girar la estrella de neutrones, los electrones saldrían despedidos como el agua de un aspersor; en cada vuelta habría un momento en que el chorro apuntase en dirección a la Tierra, haciéndonos llegar ondas de radio y luz visible.


Thomas Gold, de la Universidad Cornell, pensó que, en ese supuesto, la estrella de neutrones perdería energía y las pulsaciones se irían espaciando cada vez más, cosa que resultó ser cierta. Hoy día parece muy probable que los pulsares sean esas estrellas de neutrones que los astrónomos creían indetectables.


Nebulosas


Nebulosas


Una nebulosa es una nube de gas o polvo en el espacio. Las nebulosas pueden ser oscuras o, si se iluminan por estrellas cercanas o estrellas inmersas en ellas, pueden ser brillantes. Generalmente son lugares donde se produce la formación de estrellas y discos planetarios, por lo que se suelen encontrar en su seno estrellas muy jóvenes.


Existe gran variedad de nebulosas acompañando a las estrellas en todas las etapas de su evolución. La gran mayoría corresponden a nubes gaseosas de hidrógeno y helio que experimentan un proceso de contracción gravitatoria hacia un estado de protoestrella. Así, las llamadas nebulosas capullo cuentan en su interior cuentan con una estrella recién formada. La nebulosa no es, en este caso, sino los restos de gas que no ha colapsado. El gas en cuestión, que puede, mediante colisiones atómicas, formar moléculas y pequeñas partículas sólidas de mayor o menor complejidad, se calienta por la radiación emitida por la nueva estrella lo suficiente como para enmascarar su presencia, y lo que se observa es una imagen parecida a la de un capullo de oruga.


Otro tipo de nebulosas, llamados glóbulos de Bok, son nubes de gas muy condensado, en vías de formar una protoestrella. Se revelan, cuando están situadas sobre un fondo claro, como por ejemplo la Galaxia, como un oscurecimiento del fondo, por ejemplo la nebulosa llamada Saco de carbón, junto a la constelación Cruz del Sur, y la nebulosa llamada de Cabeza de caballo, una de las más famosas.


Los llamados objetos de Herbig-Haro son nebulosas pequeñas, variables, que aparecen y desaparecen en un periodo de pocos años, que parecen consistir en grumos de materia gaseosa eyectados en los polos de una estrella en formación, principalmente en la fase de capullo. Su luminosidad se produce por colisión con la nube circundante de gas, pues producen una característica onda de choque debido a la gran velocidad con que se expulsan.


Otro tipo de nebulosas, con una composición química rica en elementos químicos pesados (helio, carbono y nitrógeno principalmente) son restos de materia estelar expulsada por las estrellas gigantes y supergigantes a gran velocidad (1000 Km/s) en un tipo de estrellas llamadas de Wolf-Rayet. semejantes a éstas se producen también en las últimas etapas estelares, tras la formación de novas y supernovas.


A las nebulosas planetarias se les llama así porque muchas de ellas se parecen a los planetas cuando son observadas a través de un telescopio, aunque de hecho son capas de material de las que se desprendió una estrella evolucionada de masa media durante su última etapa de evolución de gigante roja antes de convertirse en enana blanca. La nebulosa del Anillo, en la constelación de Lira, es una planetaria típica que tiene un periodo de rotación de 132.900 años y una masa de unas 14 veces la masa del Sol.


En la Vía Láctea se han descubierto varios miles de nebulosas planetarias. Más espectaculares, pero menores en número, son los fragmentos de explosiones de supernovas, y quizás la más famosa de éstas sea la nebulosa del Cangrejo. Las nebulosas de este tipo son radiofuentes intensas, como consecuencia de las explosiones que las formaron y los probables restos de púlsares en que se convirtieron las estrellas originarias.

Novas y Supernovas




Novas y supernovas 



Antes de la era de la astronomía, a una estrella que aparecía súbitamente donde antes no se había visto nada, se le llamaba nova, o "estrella nueva". Éste es un nombre inapropiado, ya que estas estrellas existían mucho antes de que se pudieran ver a simple vista. Los astrónomos consideran que quizá existan una docena de novas en la Vía Láctea, la galaxia de la Tierra, cada año, pero dos o tres de ellas están demasiado lejos para poder verlas o las oscurece la materia interestelar.


En efecto, a las novas se las observa con más facilidad en otras galaxias cercanas que en la nuestra. Se les llama novas de acuerdo con el año de su aparición y la constelación en la que surgen. De forma característica, una nova incrementa en varios miles de veces su brillo original en cuestión de días o de horas. Después entra en un periodo de transición, durante el cual palidece, y cobra brillo de nuevo; a partir de ahí palidece poco a poco hasta llegar a su nivel original de brillo.


Las novas son estrellas en un periodo tardío de evolución. Se puede considerar que son un tipo de estrellas variables. En apariencia se comportan así porque sus capas exteriores han formado un exceso de helio mediante reacciones nucleares y se expande con demasiada velocidad como para ser contenida. La estrella despide de forma explosiva una pequeña fracción de su masa como una capa de gas y entonces se normaliza. La estrella restante es típicamente una enana blanca y por lo general se cree que es el miembro más pequeño de un sistema binario, sujeto a una continua disminución de materia de la estrella más grande. Quizá este fenómeno suceda siempre con las novas enanas, que surgen una y otra vez a intervalos regulares de unos cientos de días.


Las novas en general muestran una relación entre su máximo brillo y el tiempo que tardan en palidecer en una cierta cantidad de magnitudes. Mediante mediciones de las novas más cercanas de las que conocemos la distancia y el brillo, los astrónomos pueden utilizar las novas de otras galaxias como indicadores de la distancia de esas galaxias.


La explosión de una supernova es mucho más espectacular y destructiva que la de una nova y mucho más rara. Estos fenómenos son poco frecuentes en nuestra galaxia, y a pesar de su aumento de brillo en un factor de miles de millones, sólo unas pocas se pueden observar a simple vista. Hasta 1987 sólo se habían identificado realmente tres a lo largo de la historia, la más conocida de las cuales es la que surgió en 1054 d. C. y cuyos restos se conocen como la nebulosa del Cangrejo.


Las supernovas, al igual que las novas, se ven con más frecuencia en otras galaxias. Así pues, la supernova más reciente, que apareció en el hemisferio sur el 24 de febrero de 1987, surgió en una galaxia satélite, la Gran Nube de Magallanes. Esta supernova, que exhibe algunos rasgos insólitos, es hoy objeto de un intenso estudio astronómico.





Los mecanismos que producen las supernovas se conocen menos que los de las novas, sobre todo en el caso de las estrellas que tienen más o menos la misma masa que el Sol, las estrellas medias. Sin embargo, las estrellas que tienen mucha más masa explotan a veces en las últimas etapas de su rápida evolución como resultado de un colapso gravitacional, cuando la presión creada por los procesos nucleares dentro de la estrella ya no puede soportar el peso de las capas exteriores. A esto se le denomina supernova de Tipo II.


Una supernova de Tipo I se origina de modo similar a una nova. Es un miembro de un sistema binario que recibe el flujo de combustible puro al capturar material de su compañero.


De la explosión de una supernova quedan pocos restos, salvo la capa de gases que se expande. Un ejemplo famoso es la nebulosa del Cangrejo; en su centro hay un púlsar, o estrella de neutrones que gira a gran velocidad. Las supernovas son contribuyentes significativos al material interestelar que forma nuevas estrellas.

Las estrellas


La energía de las estrellas




Las estrellas emiten energía de diferentes maneras:


1. En forma de fotones de radiación electromagnética carentes de masa, desde los rayos gamma más energéticos a las ondas radioeléctricas menos energéticas (incluso la materia fría radia fotones; cuanto más fría es la materia, tanto más débiles son los fotones). La luz visible es parte de esta clase de radiación.


2. En forma de otras partículas sin masa, como son los neutrinos y los gravitones.


3. En forma de partículas cargadas de alta energía, principalmente protones, pero también cantidades menores de diversos núcleos atómicos y otras clases de partículas. Son los rayos cósmicos.


Todas estas partículas emitidas (fotones, neutrinos, gravitones, protones, etc.) son estables mientras se hallen aisladas en el espacio. Pueden viajar miles de millones de años sin sufrir ningún cambio, al menos por lo que sabemos.


Así pues, todas estas partículas radiadas sobreviven hasta el momento (por muy lejano que sea) en que chocan contra alguna forma de materia que las absorbe. En el caso de los fotones sirve casi cualquier clase de materia. Los protones energéticos son ya más difíciles de parar y absorber, y mucho más difíciles aún los neutrinos. En cuanto a los gravitones, poco es lo que se sabe hasta ahora.


Supongamos ahora que el universo sólo consistiese en estrellas colocadas en una configuración invariable. Cualquier partícula emitida por una estrella viajaría por el espacio hasta chocar contra algo (otra estrella) y ser absorbida. Las partículas viajarían de una estrella a otra y, a fin de cuentas, cada una de ellas recuperaría toda la energía que había radiado. Parece entonces que el universo debería continuar inmutable para siempre.


El hecho de que no sea así es consecuencia de tres cosas:


1. El universo no consta sólo de estrellas sino que contiene una cantidad importante de materia fría, desde grandes planetas hasta polvo interestelar. Cuando esta materia fría frena a una partícula, la absorbe y emite a cambio partículas menos energéticas. Lo cual significa que en definitiva la temperatura de la materia fría aumenta con el tiempo, mientras que el contenido energético de las estrellas disminuye.



2. Algunas de las partículas (neutrinos y gravitones, por ejemplo) emitidas por las estrellas y también por otras formas de materia tienen una tendencia tan pequeña a ser absorbidas por éstas que desde que existe el universo sólo han sido absorbidas un porcentaje diminuto de ellas. Lo cual equivale a decir que la fracción de la energía total de las estrellas que pulula por el espacio es cada vez mayor y que el contenido energético de las estrellas disminuye.


3. El universo está en expansión. Cada año es mayor el espacio entre las galaxias, de modo que incluso partículas absorbibles, como los protones y los fotones, pueden viajar por término medio distancias mayores antes de chocar contra la materia y ser absorbidas. Esta es otra razón de que cada año sea menor la energía absorbida por las estrellas en comparación con la emitida, porque hace falta una cantidad extra de energía para llenar ese espacio adicional, producido por la expansión, con partículas energéticas y hasta entonces no absorbidas.


Esta última razón es suficiente por sí misma. Mientras el universo siga en expansión, continuará enfriándose. Naturalmente, cuando el universo comience a contraerse de nuevo (suponiendo que lo haga) la situación será la inversa y empezará a calentarse otra vez.

Polvo cósmico


El polvo cósmico



   Según las teorías astronómicas actuales, las galaxias tuvieron su origen en grandes conglomerados de gas y polvo cósmico que giraban lentamente, fragmentándose en vórtices turbulentos y condensándose en estrellas.


  En algunas regiones donde la formación de estrellas fue muy activa, casi todo el polvo y el gas fue a parar a una estrella u otra. Poco o nada de este material quedó en el espacio intermedio.


  Esto es cierto para los cúmulos globulares, las galaxias elípticas y el núcleo central de las galaxias espirales.


  Dicho proceso fue mucho menos eficaz en las afueras de las galaxias espirales. Las estrellas se formaron en números mucho menores y sobró mucho polvo y mucho gas. Nosotros, los habitantes de la Tierra, nos encontramos en los brazos espirales de nuestra galaxia y vemos las manchas oscuras que proyectan las nubes de polvo contra el resplandor de la Vía Láctea. El centro de nuestra propia galaxia queda completamente oscurecido por tales nubes.


  El material de que está formado el universo consiste en su mayor parte en hidrógeno y helio. Los átomos de helio no tienen ninguna tendencia a juntarse unos con otros. Los de hidrógeno sí, pero sólo en parejas, formando moléculas de hidrógeno (H2). Quiere decirse que la mayor parte del material que flota entre las estrellas consiste en pequeños átomos de helio o en pequeños átomos y moléculas de hidrógeno. Todo ello constituye el gas interestelar, que forma la mayor parte de la materia entre las estrellas.


  El polvo interestelar (o polvo cósmico) que se halla presente en cantidades mucho más pequeñas, se compone de partículas diminutas, pero mucho más grandes que átomos o moléculas, y por tanto deben contener átomos que no son ni de hidrógeno ni de helio.


  El tipo de átomo más común en el universo, después del hidrógeno y del helio, es el oxígeno. El oxígeno puede combinarse con hidrógeno para formar grupos oxhidrilo (OH) y moléculas de agua (H2O), que tienen una marcada tendencia a unirse a otros grupos y moléculas del mismo tipo que encuentren en el camino. Así, poco a poco se van constituyendo pequeñísimas partículas compuestas por millones y millones de tales moléculas. Los grupos oxhidrilo y las moléculas de agua pueden lforman parte del polvo cósmico.


  En 1965 se detectó por primera vez grupos oxhidrilo en el espacio y se comenzó a estudiar su distribución. Desde entonces se ha informado también de la existencia de moléculas más complejas, que contienen átomos de carbono así como de hidrógeno y oxígeno.
El polvo cósmico tiene que contener también agrupaciones atómicas formadas por átomos aún menos comunes que los de hidrógeno, oxígeno y carbono. En el espacio interestelar se han detectado átomos de calcio, sodio, potasio y hierro, observando la luz que esos átomos absorben.


  Dentro de nuestro sistema solar hay un material parecido, aportado quizás por los cometas. Es posible que fuera de los límites visibles del sistema solar exista una capa con gran número de cometas, y que algunos de ellos se precipiten hacia el Sol (acaso por los efectos gravitatorios de las estrellas cercanas). Los cometas son conglomerados sueltos de diminutos fragmentos sólidos de metal y roca, unidos por una mezcla de hielo, metano y amoníaco congelados y otros materiales parecidos.


  Cada vez que un cometa se aproxima al Sol, se evapora parte de su materia, liberando diminutas partículas sólidas que se esparcen por el espacio en forma de larga cola. En última instancia el cometa se desintegra por completo.


A lo largo de la historia del sistema solar se han desintegrado innumerables cometas y han llenado de polvo el espacio interior del sistema. La Tierra recoge cada día miles de millones de estas partículas de polvo. Los científicos espaciales se interesan por ellas por diversas razones; una de ellas es que los micrometeoroides de mayor tamaño podrían suponer un peligro para los futuros astronautas y colonizadores de la Luna.

Planetas en otros sistemas solares


Planetas en otros sistemas solares


  Saber si estamos o no solos en el universo ha sido uno de los objetivos de muchos filósofos y científicos a lo largo de la historia.
Hasta hace poco, los únicos planetas conocidos formaban parte del Sistema Solar. El descubrimiento de planetas extrasolares es un acontecimiento bastante reciente. Aunque la búsqueda sistemática comenzó en 1988, el primer planeta extrasolar o exoplaneta fue detectado en 1995.


  Pero observar planetas directamente no es fácil. La existencia de planetas extrasolares se ha deducido en primera instancia a partir de pruebas indirectas. No obstante, están en marcha varios proyectos que permitirán observar estos planetas en el visible o en el infrarrojo. A partir de ahí se podrían obtener algunos datos que permitan deducir, con reservas, si dichos planetas alojan vida o no.


  Hasta hace poco tiempo los científicos no han dispuesto de técnicas e instrumentos capaces de detectar planetas extrasolares, es decir, sistemas planetarios en torno a otras estrellas. Pero la existencia de nuestro sistema planetario ha fomentado la búsqueda. Así, uno de los primeros pasos hacia el descubrimiento de planetas más allá de nuestro Sistema Solar se produjo en 1983, cuando se descubrió un disco en torno a la estrella Beta Pictoris. Pero durante mucho tiempo ésta ha sido la única prueba disponible.


  La llegada del telescopio espacial Hubble permitió realizar observaciones detalladas de regiones de formación de estrellas, como la existente en la constelación de Orión. Así se detectaron discos protoplanetarios en torno a estrellas jóvenes en formación, y se comprobó que una gran parte de las estrellas que se estaban formando tenían discos que podrían dar lugar a planetas en el futuro.


  Al principio de la década de 1990, se anunció el descubrimiento de planetas girando alrededor de púlsares. Los púlsares son estrellas muy compactas y que giran muy rápidamente, emitiendo radiación electromagnética que, si el eje de rotación está orientado convenientemente, puede detectarse desde la Tierra. Más tarde se vio que existían errores en el análisis de los datos y que dichos planetas no existían. Luego, no obstante se ha confirmado la existencia de planetas girando en torno a púlsares.


  Finalmente, en 1995, se anunció el descubrimiento del primer planeta extrasolar girando en torno a una estrella de tipo solar, 51 Pegasi. A partir de ese momento, los anuncios de nuevos planetas extrasolares se han ido sucediendo sin pausa hasta llegar a la actualidad. Ahora ya se conocen muchos planetas extrasolares, y el número de los conocidos crece cada año.


  Dada la dificultad que presentan las observaciones directas, los primeros intentos de búsqueda de planetas que han dado resultado se han basado en observaciones indirectas. Los métodos utilizados se basan en las perturbaciones gravitatorias causadas por los planetas sobre las estrellas y en el tránsito del planeta por delante de la luz de la estrella.



  La mayor parte de los planetas orbitan su estrella a una distancia bastante menor que la distancia Tierra-Sol. Además, la masa observada es del orden de la masa de Júpiter. Esto es, en parte, consecuencia de los métodos de detección empleados. Los planetas de masa mayor y que giran más cerca de la estrella tienen más posibilidades de ser detectados por las técnicas empleadas.


  No obstante, el refinamiento de dichas técnicas y la utilización de otras nuevas debe permitir en un futuro cercano detectar también planetas de tipo terrestre, es decir, planetas con una masa equivalente a la de nuestro planeta. En el futuro, gracias a nuevos telescopios situados en tierra y a nuevos observatorios espaciales, seremos capaces de recoger luz procedente directamente de los planetas para obtener imágenes. A partir de ahí, con la ayuda de la espectroscopía, podremos conocer cuáles son los componentes principales de las
atmósferas o las superficies de los planetas.

Nuestra Galaxia: La vía láctea

Nuestra galaxia, la Vía Láctea



  La Vía Láctea que podemos ver en el cielo nocturno es en realidad sólo uno de los brazos espirales de nuestra propia galaxia, que toma, por extensión, el mismo nombre.


  Nuestra galaxia es una agrupación de unos 100.000 millones de estrellas en forma de espiral o girándula, cuyas dimensiones se estiman en torno a los 100.000 años-luz y cuyo disco central tiene un tamaño de 16.000 años-luz.

  La Vía Láctea, también llamada en España Camino de Santiago, puede observarse a simple vista como una banda de luz que recorre el firmamento nocturno, que Demócrito ya atribuyó a un conjunto de estrellas innumerables tan cercanas entre sí que resultan indistinguibles.

  En 1610 Galileo, usando por primera vez el telescopio, confirmó la observación de Demócrito. Hacia 1773 Herschel, contando las estrellas que observaba en el firmamento, construyó una imagen de la Via Láctea como un disco estelar dentro del cual la Tierra se encuentra inmersa, pero no pudo calcular su tamaño. En 1912 la astrónoma Henrietta Leavitt descubrió la relación entre el periodo y la luminosidad de las estrellas llamadas variables cefeidas, lo que le permitió medir las distancias de los cúmulos globulares.  Varios años después Shapley demostró que los cúmulos están distribuidos con estructura más o menos esférica alrededor del centro del disco, en lo que denominó el halo galáctico. También mostró que éste no está centrado en el Sol, sino en un punto distante del disco en la dirección de la constelación de Sagitario, donde situó correctamente el centro de la galaxia.


  Esta estructura quedó confirmada cuando se observó desde el observatorio de Monte Wilson en California que el objeto espiral llamado Andrómeda estaba constituido por estrellas individuales y no era una mera nebulosa de gas como hasta entonces se creía.

  Hacia 1930 Trumpler descubrió el efecto de oscurecimiento galáctico producido por el polvo interestelar, con lo que se logró corregir tanto el tamaño de la Galaxia como la distancia a la que se encuentra el Sol a los valores hoy en día aceptados. De acuerdo con estos datos, el Sistema Solar se encuentra a una distancia entre 8.000 y 10.000 parsecs de distancia del centro galáctico, aproximadamente a dos tercios de distancia.

  Todas las estrellas que componen la Vía láctea están rotando alrededor del núcleo, que se cree que puede contar en su interior con un agujero negro. Las observaciones astronómicas referidas a galaxias distantes muestran que la velocidad de rotación del Sol alrededor de la galaxia es de unos 250 km/s, empleando aproximadamente 250 millones de años en realizar una revolución completa. Las estrellas próximas al Sol realizan una órbita relativamente parecida, pero las más cercanas al centro de la galaxia giran más rápido, hecho que se conoce como rotación diferencial.

  La edad de la Vía Láctea se estima en unos 13 mil millones de años, dato que se desprende del estudio de los cúmulos globulares y que concuerda con el resultado obtenido por los geólogos en su estudio de la desintegración radiactiva de ciertos minerales terrestres.

  La observación del mapa estelar ha permitido reconstruir los brazos espirales de la Galaxia, zonas en las cuales es abundante el número de cúmulos estelares o zonas de formación estelar. Éstos se nombran por las constelaciones que en ellos se encuentran. El brazo más cercano al centro galáctico es llamado de Centauro o de Norma-Centauro. El siguiente brazo hacia el exterior es el de Sagitario. El brazo de Orion es nuestro brazo local, también llamado del Cisne, y el brazo contiguo hacia el exterior se conoce como el de Perseo.

  Las estrellas que se encuentran en la Vía Láctea suelen agruparse en dos grandes grupos, llamados comúnmente poblaciones. El grupo llamado de población I está integrado por estrellas de composición solar, relativamente jóvenes, que se distribuyen en órbitas aproximadamente circulares en el disco galáctico, dentro de sus brazos. Las estrellas de población II son ricas en hidrógeno y helio, con escasez de elementos pesados, son de mayor edad, y tienen órbitas que no se encuentran dentro del plano galáctico.

martes, 24 de octubre de 2017

Composicion del Universo

Composición

El universo observable actual parece tener un espacio-tiempo geométricamente plano, conteniendo una densidad masa-energía equivalente a 9,9 × 10−30 gramos por centímetro cúbico. Los constituyentes primarios parecen consistir en un 73 % de energía oscura, 23 % de materia oscura fría y un 4 % de átomos. Así, la densidad de los átomos equivaldría a un núcleo de hidrógeno sencillo por cada cuatro metros cúbicos de volumen.​ La naturaleza exacta de la energía oscura y la materia oscura fría sigue siendo un misterio. Actualmente se especula con que el neutrino, (una partícula muy abundante en el universo), tenga, aunque mínima, una masa. De comprobarse este hecho, podría significar que la energía y la materia oscura no existen.

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, por lo que puede ser que las partículas y las antipartículas no tengan propiedades exactamente iguales o simétricas,o puede que simplemente las leyes físicas que rigen el universo favorezcan la supervivencia de la materia frente a la antimateria.​ 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.

Antes de la formación de las primeras estrellas, la composición química del universo consistía primariamente en hidrógeno (75 % de la masa total), con una suma menor de helio-4 (4He) (24 % de la masa total) y el resto de otros elementos.​ Una pequeña porción de estos elementos estaba en la forma del isótopo deuterio (²H), helio-3 (³He) y litio (7Li).​ La materia interestelar de las galaxias ha sido enriquecida sin cesar por elementos más pesados, generados por procesos de fusión en la estrellas, y diseminados como resultado de las explosiones de supernovas, los vientos estelares y la expulsión de la cubierta exterior de estrellas maduras.
El Big Bang dejó detrás un flujo de fondo de fotones y neutrinos. La temperatura de la radiación de fondo ha decrecido sin cesar con la expansión del universo y ahora fundamentalmente consiste en la energía de microondas equivalente a una temperatura de 2725 K.​ La densidad del fondo de neutrinos actual es de 150 por centímetro cúbico.

Color del Universo

Color

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   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 con leche 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.

Forma del Universo

Forma

   Una pregunta importante abierta en cosmología es la forma del universo. Matemáticamente, ¿qué variedad representa mejor la parte espacial del universo?

   Si el universo es espacialmente plano, se desconoce si las reglas de la geometría Euclidiana serán válidas a mayor escala. Actualmente muchos cosmólogos creen que el Universo observable está muy cerca de ser espacialmente plano, con arrugas locales donde los objetos masivos distorsionan el espacio-tiempo, de la misma forma que la superficie de un lago es casi plana. Esta opinión fue reforzada por los últimos datos del WMAP, mirando hacia las "oscilaciones acústicas" de las variaciones de temperatura en la radiación de fondo de microondas.

   Por otra parte, se desconoce si el universo es conexo. El universo no tiene cotas espaciales de acuerdo al modelo estándar del Big Bang, pero sin embargo debe ser espacialmente finito (compacto). Esto se puede comprender utilizando una analogía en dos dimensiones: la superficie de una esfera no tiene límite, pero no tiene un área infinita. Es una superficie de dos dimensiones con curvatura constante en una tercera dimensión. La 3-esfera es un equivalente en tres dimensiones en el que las tres dimensiones están constantemente curvadas en una cuarta.

   Si el universo fuese compacto y sin cotas, sería posible, después de viajar una distancia suficiente, volver al punto de partida. Así, la luz de las estrellas y galaxias podría pasar a través del universo observable más de una vez. Si el universo fuese múltiplemente conexo y suficientemente pequeño (y de un tamaño apropiado, tal vez complejo) entonces posiblemente se podría ver una o varias veces alrededor de él en alguna (o todas) direcciones. Aunque esta posibilidad no ha sido descartada, los resultados de las últimas investigaciones de la radiación de fondo de microondas hacen que esto parezca improbable.

Tamaño del universo

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.

    El universo observable (o visible), que consiste en toda la materia y energía que podía habernos afectado desde el Big Bang dada la limitación de la velocidad de la luz, es ciertamente finito. 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.​ Hay que notar que muchas fuentes han publicado una amplia variedad de cifras incorrectas para el tamaño del universo visible: desde 13 700 hasta 180 000 millones de años luz. 

    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. Anteriormente, el modelo de universo más comúnmente aceptado era 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. Esto era propio de un universo esférico. Hoy, gracias a las últimas observaciones realizadas por el WMAP de la NASA, se sabe que tiene forma plana. Aunque no se descarta un posible universo plano cerrado sobre sí mismo. Estas observaciones sugieren que el universo es infinito.

¿Cómo se formo el universo?


Su Formación:

   A lo largo de la historia e incluso la prehistoria de toda la humanidad, la interrogante de la que hoy hablaremos, a inquietado a toda la comunidad científica, desde los primeros filósofos y matemáticos a los astrónomos y físicos del mundo. Lo más probable es que hasta tú en algún momento también te hayas preguntado: ¿cómo se formó el universo? Y que luego de pensarlo un instante, hayas dejado la pregunta rondando por alguna parte de tu cerebro.

   Con el correr de los años, el desarrollo y la amplia masificación de las ciencias, la pregunta sigue inquietando absolutamente a todo el mundo. En nuestros días, consideramos la teoría del Big Bang como la teoría más eficaz y de hecho es la más aceptada, pero de todas maneras, tampoco tenemos pruebas completamente factibles como para validarla en definitiva. Echémosle el ojo a esta pregunta para así impregnarnos un poco más en el asunto. ¿Cómo se formó el universo? 



Teoría del Big Bang

   Bueno, intentemos comprender mejor la pregunta hablando de la teoría del Big Bang o como en ocasiones se la conoce, la teoría de la Gran Explosión. Esta teoría señala que el origen del universo habría ocurrido aproximadamente entre hace unos 13 y 15 mil millones de años, cuando una gran explosión generó la expansión de materia y energía dando lugar, en última instancia, a la formación de galaxias.

    Sin embargo muchas veces nos preguntamos ¿qué había antes de esto? o ¿qué causó la gran explosión? La respuesta es nada, ya que antes de la expansión del Universo no había materia, espacio ni tiempo.

Lo que sí es posible creer hasta hoy es que en ese momento el Universo debe haber estado muy caliente, ya que un gas al expandirse se enfría, lo que en definitiva ha hecho el Universo desde la explosión hasta nuestros días.

Resultado de imagen para teoria del big bang    En un comienzo lo único que se podía percibir era una inmensa bola de fuego, época que se conoció como la era de los leptones. Aún no podemos hablar de la existencia de átomos, ya que sus tres constituyentes principales -neutrones, electrones y protones- tenían la capacidad de convivir en equilibrio junto a otras partículas. Más tarde la temperatura de esta enorme bola bajó considerablemente, y solo se centraría la atención en los protones, electrones y neutrones, despareciendo el resto de las partículas.
De aquí en adelante comienza la llamada era del plasma, donde la temperatura bajó lo suficiente como para que neutrones y protones se combinaran, dando origen a átomos de helio, que contenían dos protones y dos neutrones.

  700.000 años después, recién pudieron formarse átomos eléctricamente neutros gracias a la combinación de protones y electrones, poniendo fin así, a la era del plasma. A partir de este momento, la radiación existente en el Universo deja de interactuar con la materia, comenzando su lento enfriamiento hasta hoy.

Ciertas fluctuaciones en el Universo primitivo deben haber crecido lo suficiente para llegar a un punto donde la fuerza de gravedad dentro de la fluctuación empezara a superar la expansión, adquiriendo identidad propia. Una vez que esta fluctuación empezó a contraerse no se mantuvo homogénea, lo que finalmente dio origen a cúmulos de galaxias y galaxias individuales.

   La prueba más cabal del origen del universo a través del Big Bang es la actual expansión de las galaxias y los quasars, que continúan expandiéndose gracias a la fuerza expansiva de dicha explosión inicial. Otro hecho que estaría respaldando la explicación que la teoría del Big Bang nos ofrece para comprender el misterio del origen del universo, es la radiación de fondo en el espacio, conocida en cosmología como la radiación de fondo de microondas. 



Momento del Big Bang

   Durante los primeros segundos, la temperatura era de más de un billón de grados y toda la energía se hallaba en forma de radiación. Durante los primeros 10 segundos se formaron las partículas elementales y al cabo de 15 minutos se formaron núcleos de hidrógeno y helio, en proporción de cuatro a uno. Unos 10.000 años después, la temperatura había descendido a unos 100.000 grados y se formaron los primeros átomos de hidrógeno. Al cabo de unos 400.000 años, el hidrógeno empezó a condensarse en nubes (las futuras estrellas), las cuales a su vez se agrupaban en cúmulos mayores (las futuras galaxias).

Resultado de imagen para momento del big bang   Hace 11.000 millones de años, la temperatura del universo era de unos 3.000 grados, y se formaron las primeras estrellas: la gravedad hizo que los núcleos de muchas nubes de hidrógeno alcanzasen temperaturas elevadas, del orden de 15 millones de grados, lo que permitió la fusión del hidrógeno en helio, proceso que origina la emisión luminosa de las estrellas.

   Cuando las estrellas agotan el hidrógeno del núcleo, son capaces de seguir generando energía fundiendo a su vez el helio en materiales más pesados. De este modo, en los núcleos de las primeras estrellas se formaron todos los elementos químicos que hoy existen en la Tierra. En las estrellas más grandes, este proceso genera cada vez más energía, hasta que llega un momento en que la gravedad no es capaz de contenerla y la estrella explota lanzando al espacio gran parte de su materia. Esto sucede a una edad diferente según la masa de cada estrella.


   Las explosiones de estrellas llenaron el espacio de nuevas nubes de gas (esta vez relativamente rico en toda la gama de elementos químicos), a partir del cual se formaron nuevas estrellas, las llamadas estrellas de segunda generación, entre las cuales se encuentra el Sol.




 Radiación de fondo de microondas.

   La radiación de fondo de microondas es una amplia radiación de tipo electromagnético que se encuentra dispersa en todo el universo, llenándolo todo. La comunidad científica supone que se trata de una especie de eco, o de onda de choque de la gran explosión y que tiene las características de un cuerpo negro, se detecta solo en forma de microondas, teniendo una señal de 160,2 GHz.


Resultado de imagen para universo radiacion de microondas   Ningún telescopio humano sería capaz de verla, con el paso del tiempo se ha enfriado y debilitado considerablemente, se estima que su temperatura debe rondar entre unos 2.7 grados Kelvin (equivalentes a -271.5º celsius) y que esta radiación es una gran prueba de que el postulado cosmológico de la teoría del Big Bang es correcta.




Stephen Hawking

   También tenemos los postulados del gran Hawking, pero claro, debemos tener en cuenta que para Hawking, el universo como es de suponer, no fue creado por un Dios, sino que el universo se ha creado a sí mismo.


En palabras de Stephen Hawking:


«Como existe una ley de gravedad, el universo puede y se va a crear de la nada. La creación espontánea es la razón por la que hay algo en lugar de nada, por la que existe el universo y por la que existimos todos».


Resultado de imagen para stephen hawking png   Esta es una pregunta más imposible de responder que la anterior y probablemente la más inquietante de todas las que podríamos llegar a formularnos. En ocasiones me la he formulado y tan solo al dar un poco de rienda suelta a mi mente, termino hasta asustándome de los resultados. Nos la hicimos cuando hablamos sobre aquellas preguntas que no tienen una respuesta científica aún en nuestros días, ¿recuerdas?

   Bien, pero de forma muy vaga, podemos teorizar al respecto y creer que en el instante anterior a la explosión inicial todo se reducía a un punto de densidad infinita. Los experimentos realizados actualmente con el LHC tienen el objetivo de reproducir a escala atómica lo ocurrido en esta explosión, para así poder encontrar nuevas respuestas.


   Con el correr de los años la teoría del Big Bang se ha convertido en un paradigma para la explicación de este misterio, y aunque no podemos probarla en laboratorio o reducirla a un experimento análogo, es la explicación que más convence a la comunidad científica en relación a este problema.