El universo o cosmos es el conjunto de toda
la materia y energía existente y el espacio en el que se encuentran. La parte
que podemos observar o deducir de él se denomina universo observable.
La
Cosmología es la ciencia que estudia el universo. El nacimiento de la
cosmología moderna puede situarse hacia el año 1700 con la propuesta de que la
Vía Láctea es un sistema de estrellas, una de las cuales es el Sol, y de que
existen otros sistemas similares.
Estructura del universo
El
universo está formado por nebulosas y galaxias.
◆ Las nebulosas son cúmulos de polvo cósmico de aspecto difuso.
◆ Las galaxias son cúmulos de estrellas y de
polvo cósmico que se
mueven juntas por el espacio.
Nebulosa Vía lacte- galaxia
Existen
diferentes teorías sobre el origen del universo :
La
teoría de la relatividad
La teoría de la relatividad
se debe a
Albert Einstein (1879-1955). Este
científico se planteó averiguar por qué el
universo se mantiene en equilibrio, pese al tiempo transcurrido, en vez de
haberse producido la compactación de los astros debido a la fuerza de la
gravedad. Einstein, sin realizar ningún experimento, llegó mediante cálculos
matemáticos a unas conclusiones que, años más tarde, han sido confirmadas por
las observaciones de los astrónomos. En el universo no se puede distinguir si
un cuerpo está en reposo absoluto o moviéndose con una velocidad constante.
Tampoco se puede distinguir entre un cuerpo en movimiento acelerado y otro que
esté sometido a un campo gravitatorio.
La teoría de la gran explosión (Big Bang)
Según esta teoría, el universo se originó a
partir de una gran explosión que proyectó toda la energía y la materia
existentes. La elaboración de esta teoría la inició Einstein en 1917. Se partió
de la hipótesis de que en el universo la distribución de la materia era
uniforme (universo homogéneo e isótropo) y que no cambiaba de forma con el
tiempo (universo en equilibrio). Para compensar el efecto de la gravedad,
Einstein introdujo en su modelo una fuerza igual, pero de sentido contrario, a
la que denominó constante cosmológica. En 1924, el matemático A. Friedmann
demostró que este modelo de universo no era posible, ya que con el paso del
tiempo debía hacerse más grande o más pequeño, por lo que la constante
cosmológica era innecesaria. A. Einstein estuvo de acuerdo con esta corrección.
En 1927, el astrónomo G. E. Lamaître expuso la teoría de que las galaxias
provienen de la explosión de un núcleo inicial, llamado huevo cósmico o átomo
primitivo. En 1929, el astrónomo E. Hubble, al analizar el espectro de la luz
que nos llega de las galaxias, dedujo que todas ellas se alejan de nuestro
planeta, es decir, que el universo está en expansión. Entre 1948 y 1952, el
físico G. Gamow coincidió con la hipótesis de Lamaître sobre el origen de las
galaxias (fue el que propuso el nombre de Big Bang), pero discrepaba en la idea
de que los primeros átomos en formarse fueran los pesados. Según Gamow, el
huevo cósmico estaba constituido por neutrones, que al descomponerse generaron
protones y electrones, los cuales se aglutinaron y formaron átomos de hidrógeno
y de helio, a partir los cuales se crearon los demás elementos. A la teoría del
Big Bang se le hizo la crítica de que, si a partir de las galaxias más alejadas
se calculaba el tiempo transcurrido, el resultado era de 2 000 millones de
años, lo cual era absurdo, ya que solamente la Tierra tiene más de 4 000
millones de años. Según los cálculos realizados posteriormente, la gran
explosión se produjo hace unos 13 700 millones de años
Si hinchamos
un globo y nos fijamos en un punto cualquiera del mismo, podemos observar que
todos los demás puntos se alejan respecto del punto considerado. De manera
análoga, de la observación de que todas las galaxias se alejan respecto de la
Tierra no se deduce que esta sea el centro del universo, pues esta misma
sensación se tendría desde cualquier otro punto del espacio.
Teoría de El Heliocentrismo
la teoría heliocéntrica nació con el objetivo
de enfrentarse a la teoría geocéntrica de Tolomeo e Hiparco, que clamaba que la
Tierra era el centro del universo y tanto el sol como el resto de los astros
giraban a su alrededor. Esta errónea teoría, sin embargo, fue la que imperó a
lo largo de más de un milenio.
¿Qué es el heliocentrismo?
Si tratamos de comprender la palabra, su
etimología nos dará el significado. En griego clásico, helios significa sol, mientras que kentron es centro, como ha
sido adaptado también al español. Heliocentrismo es, por lo tanto, el modelo
astronómico real, que sostiene que el sol es el centro de nuestra galaxia, la
Vía Láctea, alrededor del cual orbitan los planetas y la propia Tierra.
La teoría del estado estacionario
es una teoría cosmológica
propuesta a mediados del siglo XX, para dar cuenta de ciertos problemas
cosmológicos. De acuerdo con la teoría del estado estacionario, la disminución
de la densidad que produce el universo al
expandirse se compensa con una creación continua de materia . Debido a que se necesita poca materia para mantener
constante la densidad del universo mientras este se expande (un protón al año
en cada km³ del universo), esta hipótesis no se ha podido demostrar
directamente. La teoría del estado estacionario surge de la aplicación del
llamado principio cosmologico perfecto, el cual sostiene que para cualquier observador el universo
debe parecer el mismo en cualquier lugar del espacio.
Teoría
del átomo primigenio
Lemaitre
fue pionero en ofrecer una concepción nueva del cosmos. Y llamó a su idea la
"teoría del átomo primigenio", lo que hoy conocemos como la teoría
del Big Bang.
La idea de Lemaitre
estaba enterrada en una de las ecuaciones de Albert Einstein, pero disentía de
las conclusiones que el científico alemán había sacado de su propio trabajo.
"Einstein
descubrió las ecuaciones de la relatividad general que definen cómo se comporta
la gravedad", explicó para el programa de radio de la BBC "Stories in
Sound" el sacerdote y científico John Polkinghorne.
"Pero pensó que el Universo debía ser estático, que no
podía cambiar. Mientras que Lemaitre concluyó que
el Universo estaba cambiando todo el tiempo, que se estaba expandiendo".
A
partir de esa premisa el Universo tenía una historia, no era eterno.
Un
trabajo que contradecía la Teoría del Estado Estacionario, que también se
formuló en el siglo XX.
"De
acuerdo con este modelo, el Universo siempre ha existido", explicó
Wilkinson. "Y si bien el Universo se expande, lo hace con la creación de
pequeños pedazos de materia entre las galaxias, al contrario del Big Bang,
donde todo empezó a partir de una gran expansión".
Con
el descubrimiento de radiación en el Universo, considerada como el eco del Big
Bang, el trabajo de Lemaitre allanó el camino para tener una mirada alternativo
del espacio.
El experimento en México que puede
ayudar a resolver el misterio de "los mensajeros del espacio"
Para el sacerdote Belga, el
Universo estaba lleno de "fuegos artificiales".
El
físico supo interpretar la constante cosmológica de Einstein en la forma que la
hacemos ahora: como una aspiradora de energía que permea en todo el Universo.
Y
de muchas maneras pudo echar un primer vistazo a la formación de galaxias y las
irregularidades del Universo.
También
fue el primero en demostrar que la idea original de Einstein sobre que el
Universo no se expande, es imposible.
La teoría inflacionaria
Según la teoría del Big Bang, la
expansión del universo pierde velocidad, mientras que la teoría inflacionaria
lo acelera e induce el distanciamiento, cada vez más rápido, de unos objetos de
otros. Esta velocidad de separación llega a ser superior a la velocidad de la
luz, sin violar la teoría de la relatividad, que prohíbe que cualquier cuerpo
de masa finita se mueva más rápido que la luz. Lo que sucede es que el espacio
alrededor de los objetos se expande más rápido que la luz, mientras los cuerpos
permanecen en reposo en relación con él.
A esta extraordinaria velocidad de
expansión inicial se le atribuye la uniformidad del universo visible, las
partes que lo constituían estaban tan cerca unas de otras, que tenían una
densidad y temperatura comunes.
El físico y cosmólogo Alan H Guth,
del Instituto Tecnológico de Massachussets (M.I.T.), sugirió en 1981 que el
universo caliente, en un estadio intermedio, podría expandirse de forma
exponencial.
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