¿Qué es el Universo?
El Universo es todo, sin excepciones.
Materia, energía, espacio y tiempo, todo lo que existe forma parte del Universo. Es muy grande, pero no infinito. Si lo fuera, habría infinita materia en infinitas estrellas, y no es así. En cuanto a la materia, el universo es, sobre todo, espacio vacío.
El Universo contiene galaxias, cúmulos de galaxias y estructuras de mayor tamaño llamadas supercúmulos, además de materia intergaláctica. Todavía no sabemos con exactitud la magnitud del Universo, a pesar de la avanzada tecnología disponible en la actualidad.
Nuestro lugar en el Universo
Nuestro mundo, la Tierra, es minúsculo comparado con el Universo. Formamos parte del Sistema Solar, perdido en un brazo de una galaxia que tiene 100.000 millones de estrellas, pero sólo es una entre los centenares de miles de millones de galaxias que forman el Universo.
La teoría del Big Bang explica cómo se formó.
Dice que hace unos 15.000 millones de años la materia tenía una densidad y una temperatura infinitas. Hubo una explosión violenta y, desde entonces, el universo va perdiendo densidad y temperatura.
El Big Bang es una singularidad, una excepción que no pueden explicar las leyes de la física. Podemos saber qué pasó desde el primer instante, pero el momento y tamaño cero todavía no tienen explicación científica.
Contenido de estas páginas sobre el Universo
Las Estrellas: son masas de gases, principalmente hidrógeno y helio, que emiten luz, como nuestro Sol.
Las Galaxias: son acumulaciones enormes de estrellas, gases y polvo. En el Universo hay millones.
La Vía Láctea: es nuestra galaxia. Los romanos la llamaron "Camino de Leche".
Los Cuásares: son objetos muy lejanos que emiten grandes cantidades de energía.
Los Púlsares: son fuentes de ondas de radio que vibran con periodos muy regulares.
Los Agujeros negros: son cuerpos con un campo gravitatorio tan grande que no escapa ni la luz.
En el Universo hay también materiales dispersos, dentro y fuera de las galaxias: la materia interestelar, la luz, la radiación de fondo y la materia oscura. Dedicamos un capítulo a la Medición del Universo, donde explicamos las unidades para medir distancias y también conceptos como paralaje, declinación, ascensión, brillo de las estrellas y longitud de onda.
Además del inevitable Origen del Universo, otro apartado interesante explica las fuerzas y movimientos. Por último, también se habla sobre constelaciones, telescopios, radiotelescopios ... y todo aquello que hemos usado los humanos para observar el Universo.
Las Estrellas
Las estrellas dobles son muy frecuentes.
La gravedad hace girar las estrellas una alrededor de la otra. Las cefeidas son parejas orientadas de manera que, periódicamente, se eclipsan una a otra. La primera que se descubrió fue Algol.
También hay estrellas múltiples, sistemas en que tres o cuatro estrellas giran en trayectorias complejas. Lira parece una estrella doble, pero a través de un telescopio se ve como cada uno de los dos componentes es un sistema binario.
La estrella más cercana al Sol es Alfa Centauro
Se trata de un sistema de tres estrellas situado a 4,3 años luz de La Tierra, que sólo es visible desde el hemisferio sur. La más cercana (Alpha Centauro A) tiene un brillo real igual al de nuestro Sol.
Las estrellas evolucionan durante millones de años.
Las estrellas nacen cuando se acumula una gran cantidad de materia en un lugar del espacio. Se comprime y se calienta hasta que empieza una reacción nuclear, que consume la materia, convirtiéndola en energía. Las estrellas pequeñas la gastan lentamente y duran más que las grandes.
Video
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Las 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 Via Láctea.
Las galaxias tienen un origen y una evolución.
Las primeras galaxias se empezaron a formar 1.000 millones de años después del Big-Bang. Las estrellas que las forman tienen un nacimiento, una vida y una muerte. El Sol, por ejemplo, es una estrella formada por elementos 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.
Video
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Via Lactea
La Vía Láctea tiene forma de lente convexa. El núcleo tiene una zona central de forma elíptica y unos 8.000 años luz de diámetro. Las estrellas del núcleo están más agrupadas que las de los brazos. A su alrededor hay una nube de hidrógeno, algunas estrellas y cúmulos estelares.
La Vía Láctea forma parte del Grupo Local
juntamente con las galaxias de Andrómeda (M31) y del Triángulo (M33), las Nubes de Magallanes (satélites de la Vía Láctea), las galaxias M32 y M110 (satélites de Andrómeda), galaxias y nebulosas más pequeñas y otros sistemas menores. En total hay unas 30 galaxias que ocupan un área de unos 4 millones de años luz de diámetro. Todo el gupo orbita alrededor del gran cúmulo de galaxias de Virgo, a unos 50 millones de años luz.
Video
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Cuásares y Púlsares
Son astros muy diferentes, pero
ambos emiten mucha radiación.
Los Cuásares
Los Cuásares son objetos lejanos que emiten grandes cantidades de energía, con radiaciones similares a las de las estrellas.
La palabra Cuásar es un acrónimo de quasi stellar radio source (fuentes de radio casi estelares).
Se identificaron en la década de 1950. Más tarde se vió que mostraban un desplazamiento al rojo más grande que cualquier otro objeto conocido. La causa era el efecto Dopler, que mueve el espectro hacia el rojo cuando los objetos se alejan.
El primer Cuásar estudiado, 3C 273 está a 1.500 millones de años luz de la Tierra.
A partir de 1980 se han identificado miles de cuásares. Algunos se alejan de nosotros a velocidades del 90% de la de la luz.
Se han descubierto cuásares a 12.000 millones de años luz de la Tierra. Ésta es, aproximadamente, la edad del Universo. A pesar de las enormes distancias, la energía que llega en algunos casos es muy grande, equivalente a miles de galaxias.
Como ejemplo, el s50014+81 es unas 60.000 veces más brillante que toda la Vía Láctea.
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Los Púlsares
Los Púlsares son fuentes de ondas de radio que vibran con periodos regulares. Se detectan mediante radiotelescopios.
La palabra Púlsar significa pulsating radio source, fuente de radio pulsante. Se requieren relojes de extraordinaria precisión para detectar cambios de ritmo, y sólo en algunos casos.
Los estudios indican que un púlsar es una estrella de neutrones pequeña que gira a gran velocidad. El más conocido está en la nebulosa de Cangrejo.
Su densidad es tan grande que, en ellos, la materia de la medida de una bola de bolígrafo tiene una masa de cerca de 100.000 toneladas. Emiten una gran cantidad de energía.
El campo magnético, muy intenso, se concentra en un espacio reducido. Esto lo acelera y lo hace emitir un haz de radiaciones que aquí recibimos como ondas de radio.
Videos
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Agujeros Negros
Son cuerpos con un campo gravitatorio extraordinariamente grande.
No puede escapar ninguna radiación electromagnética ni luminosa, por eso son negros.
Agujero negro devorando a una estrella Están rodeados de una "frontera" esférica que permite que la luz entre pero no salga.
Hay dos tipos de agujeros negros: cuerpos de alta densidad y poca masa concentrada en un espacio muy pequeño, y cuerpos de densidad baja pero masa muy grande, como pasa en los centros de las galaxias.
Si la masa de una estrella es más de dos veces la del Sol, llega un momento en su ciclo en que ni tan solo los neutrones pueden soportar la gravedad. La estrella se colapsa y se convierte en agujero negro.
Si un componente de una estrella binaria se convierte en agujero negro, toma material de su compañera. Cuando el remolino se acerca al agujero, se mueve tan deprisa que emite rayos X. Así, aunque no se puede ver, se puede detectar por sus efectos sobre la materia cercana
Los agujeros negros no son eternos. Aunque no se escape ninguna radiación, parece que pueden hacerlo algunas partículas atómicas y subatómicas.
Alguien que observase la formación de un agujero negro desde el exterior, vería una estrella cada vez más pequeña y roja hasta que, finalmente, desaparecería. Su influencia gravitatoria, sin embargo, seguiría intacta.
Video
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¿Qué es el Big Bang?
Se entiende habitualmente por Big Bang el estado de alta densidad y temperatura que dio origen al universo observable.
El calificativo de Big Bang (Gran Explosión) fue creación del astrónomo británico ya fallecido Fred Hoyle en los años cincuenta como término descalificativo a este modelo de universo (Fred Hoyle había sido uno de los creadores de un modelo alternativo conocido como Estado Estacionario).
Hay una confusión habitual y es pensar en el Big Bang como en una singularidad inicial, como un punto del que surgió el universo entero. El modelo del Big Bang es mucho más modesto que eso y sólo es una extrapolación de nuestro universo en el pasado durante un tiempo finito.
El punto de partida depende de la física que uno esté dispuesto a admitir y de las garantías que uno tenga de que sus conclusiones están respaldadas por las observaciones. Actualmente podemos extrapolar hacia atrás en el tiempo con muchas garantías hasta la época de la nucleosíntesis primigenia. Esto corresponde a unas condiciones con una temperatura de unos 100,000,000,000 de grados y una densidad que equivalía a unos 3,800 millones de veces la densidad del agua. Todo el universo que podemos observar en la actualidad estaba concentrado en unos pocos años luz cúbicos y era sólo una sopa de electrones, fotones, neutrinos y ligeras trazas de protones y neutrones.
Decimos que habían pasado del orden de una centésima de segundo desde la singularidad inicial, cuando lo que se pretende decir es que si extrapolamos las ecuaciones del modelo del Big Bang hasta una temperatura infinita, obtenemos lo que denominamos el tiempo de expansión del universo t0. Si hace exactamente t centésimas de segundo que ocurrió la nucleosíntesis, entonces t0 - t ~ 1 segundo
¿Qué es el planeta tierra ?
La Tierra
La Tierra Es nuestro planeta y el único habitado. Está en la ecosfera, un espacio que rodea al Sol y que tiene las condiciones necesarias para que exista vida.
La Tierra es el mayor de los planetas rocosos. Eso hace que pueda retener una capa de gases, la atmósfera, que dispersa la luz y absorbe calor. De día evita que la Tierra se caliente demasiado y, de noche, que se enfríe.
Siete de cada diez partes de la superficie terrestre están cubiertas de agua. Los mares y océanos también ayudan a regular la temperatura. El agua que se evapora forma nubes y cae en forma de lluvia o nieve, formando rios y lagos. En los polos, que reciben poca energía solar, el agua se hiela y forma los casquetes polares. El del sur és más grande y concentra la mayor reserva de agua dulce.
La Tierra no es una esfera perfecta, sino que tiene forma de pera. Cálculos basados en las perturbaciones de las órbitas de los satélites artificiales revelan que el ecuador se engrosa 21 km; el polo norte está dilatado 10 m y el polo sur está hundido unos 31 metros.
Formación de la Tierra
La Tierra se formó hace unos 4.650 millones de años, junto con todo el Sistema Solar. Aunque las piedras más antiguas de la Tierra no tienen más de 4.000 millones de años, los meteoritos, que se corresponden geológicamente con el núcleo de la Tierra, dan fechas de unos 4.500 millones de años, y la cristalización del núcleo y de los cuerpos precursores de los meteoritos, se cree que ocurrió al mismo tiempo, unos 150 millones de años después de formarse la Tierra y el Sistema Solar.
Después de condensarse a partir del polvo cósmico y del gas mediante la atracción gravitacional, la Tierra era casi homogénea y bastante fría. Pero la continuada contracción de materiales y la radiactividad de algunos de los elementos más pesados hizo que se calentara.
Después, comenzó a fundirse bajo la influencia de la gravedad, produciendo la diferenciación entre la corteza, el manto y el núcleo, con los silicatos más ligeros moviéndose hacia arriba para formar la corteza y el manto y los elementos más pesados, sobre todo el hierro y el níquel, cayendo hacia el centro de la Tierra para formar el núcleo.
Al mismo tiempo, la erupción de los numerosos volcanes, provocó la salida de vapores y gases volátiles y ligeros. Algunos eran atrapados por la gravedad de la Tierra y formaron la atmósfera primitiva, mientras que el vapor de agua condensado formó los primeros océanos.
Magnetismo de la Tierra
El magnetismo terrestre significa que la Tierra se comporta como un enorme imán. El físico inglés William Gilbert fue el primero que lo señaló, en 1600, aunque los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes en las brújulas primitivas.
La Tierra está rodeada por un potente campo magnético, como si el planeta tuviera un enorme imán en su interior cuyo polo sur estuviera cerca del polo norte geográfico y viceversa. Por paralelismo con los polos geográficos, los polos magnéticos terrestres reciben el nombre de polo norte magnético y polo sur magnético, aunque su magnetismo real sea opuesto al que indican sus nombres.
El polo norte magnético se sitúa hoy cerca de la costa oeste de la isla Bathurst en los Territorios del Noroeste en Canadá. El polo sur magnético está en el extremo del continente antártico en Tierra Adelia.
Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran notables cambios de año en año. Las variaciones en el campo magnético de la Tierra incluyen el cambio en la dirección del campo provocado por el desplazamiento de los polos. Esta es una variación periódica que se repite cada 960 años. También existe una variación anual más pequeña.
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