La teoria del Big Bang y el origen del Universo
La teoría más aceptada del origen del universo es el llamado Big Bang, según la cual a partir de un punto inicial se produjo una expansión del espacio-tiempo que dio lugar a la formación paulatina de la totalidad del universo.El Big Bang, literalmente gran estallido, constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo.La materia, en el Big Bang, era un punto de densidad infinita que, en un momento dado, "explota" generando su expansión en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo.Inmediatamente después del momento de la "explosión", cada partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una de otra, de la misma manera que al inflar un globo éste va ocupando más espacio expandiendo su superficie.Los físicos teóricos han logrado reconstruir esta cronología de los hechos a partir de un 1/100 de segundo después del Big Bang. La materia lanzada en todas las direcciones por la explosión primordial está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones y un largo etcétera hasta más de 89 partículas conocidas hoy en día. Veamos cuáles son los componentes del universo, resultantes de dicho evento astronómico.
QUE ES EL UNIVERSO Y SUS ELEMENTOS
La definición más generalizada del universo lo describe como todo lo que existe en forma de materia y energía. Durante el proceso de expansión y enfriamiento del universo aparecieron distintas clases de cuerpos celestes como las estrellas, las galaxias, las nebulosas, los agujeros negros, los cuásares, los planetas y los satélites o lunas. El universo está conformado por un sin fin de cuerpos, algunos de los cuales nos resultan conocidos y, aparentemente, cercanos, como es el caso de los planetas y de sus satélites, de los meteoros y de los asteroides.
LAS GALAXIAS
Son conjuntos de cuerpos celestes entre los que encontramos estrellas, planetas, satélites, asteroides, meteoritos y nebulosas. Una galaxia puede contener más de un centenar de miles de millones de estrellas, y hasta el presente han sido descubiertas más de 70 millones de estas agrupaciones. Una galaxia es, entonces, un inmenso conjunto de estrellas que giran alrededor de un centro común, a causa de la fuerza de gravedad. Se calcula que una galaxia puede albergar aproximadamente 400 mil millones de estrellas. Son los cuerpos más grandes que existen en el universo y, según su forma, se clasifican en: Galaxias irregulares: Suelen tener una estructura amorfa. Se caracterizan por no tener un núcleo o centro delimitado y, por lo tanto, no tienen una forma particular.
Galaxias espirales: Son las que tienen un núcleo del cual nacen sus brazos o espiras. Deben su nombre a los brazos luminosos que se prolongan desde el núcleo. Contienen gas, polvo y estrellas jóvenes.
Galaxias espirales de barra: Son aquellas que, aunque tienen casi la misma forma que las galaxias espirales, su núcleo está atravesado por una especie de barra de la que nacen sus brazos o espiras.
Galaxias elípticas: Son galaxias cuyo núcleo está conformado por estrellas viejas, por lo que se les considera las galaxias más antiguas. Actualmente, se cree que surgen de un choque entre galaxias menores.
Galaxias lenticulares: Son las que se encuentran en proceso de transformación a galaxias elípticas y tienen núcleo pero no espiras. Tienen forma de disco y consumen parte de su materia interestelar
SISTEMAS PLANETARIOS
Como su nombre lo indica, un sistema planetario está compuesto de diversos planetas que giran en torno a una estrella. Aunque se presupone que el universo desborda de sistemas planetarios, el único que conocemos con certeza es el nuestro, esto es, el Sistema Solar, formado por el Sol, nueve planetas con sus satélites, asteroides, cometas, polvo estelar, partículas interplanetarias y campos asociados con el viento solar.
PLANETAS
Son cuerpos celestes esféricos que giran alrededor del Sol. No emiten luz propia y poseen una masa gaseosa o sólida, que les permite tener una gravedad suficiente para adoptar una forma esférica. Su órbita o trayectoria alrededor del Sol no contiene residuos cósmicos como asteroides o pequeñas nebulosas.
ASTEROIDES, METEORITOS Y COMETAS
Se trata de un número de cuerpos menores también contenidos en el Sistema Solar: Asteroides: Son pequeños astros no esféricos como los planetas sino de forma irregular, compuestos de roca y metal que gravitan alrededor del Sol. El más grande se llama Ceres y tiene cerca de 1000 Km de diámetro, fue descubierto el 1 de enero de 1801 por Giuseppe Piazzi sacerdote católico y educador. Cometas: Los cometas, al igual que los asteroides, orbitan alrededor del Sol, pero se diferencian de estos porque en lugar de roca y metal están compuestos por hielo y polvo. Cuando se aproximan al Sol, el hielo se funde desplegando una cola de millones de kilómetros que el viento solar empuja hacia atrás y puede ser visible. Meteoritos: Son fragmentos de asteroides o cometas que cruzan la órbita terrestre logrando ingresar e impactar sobre la Tierra. Se deben diferenciar de los meteoroides, que son los fragmentos que intentaron ingresar al planeta, pero fueron desintegrados por la atmósfera y no lograron impactar.
Son cuerpos celestes que giran en una órbita alrededor de un planeta determinado. Se forman con el mismo tipo de partículas que lo planetas o con residuos que resultan de choques entre los planetas y otros cuerpos del espacio como los meteoros. Los satélites son en su mayoría, de forma esférica. Todos los planetas, a excepción de Mercurio y Venus, tienen mínimo uno, incluso a Júpiter se le conocen más de 60 satélites.
Son objetos similares a los agujeros negros. Al igual que ellos, los cuásares tienen una extraordinaria fuerza de atracción pero en lugar de absorber todo lo que encuentran a su paso, expulsan grandes cantidades de energía mayores que las galaxias que poseen una luminosidad incomparable. Aunque se sabe que existen todavía no se han logrado una observación precisa y clara.
Las estrellas son cuerpos celestes conformados por dos elementos, el helio y el hidrógeno, que funcionan como combustible, liberando altas cantidades de energía en forma de luz y calor. Las estrellas varían según su edad, su tamaño y el color de la luz que emiten. Durante su existencia, las estrellas agotan su combustible, comienzan a enfriarse, a cambiar su color de blanco a rojo y a expandir su tamaño. Al final de su vida, y dependiendo de su masa inicial, las estrellas pueden convertirse en un astro muy pequeño llamado enana blanca, pueden explotar generando lo que se conoce como novas o supernovas, o pueden convertirse en agujeros negros. La estrella más conocida para nosotros es el Sol. Las estrellas aparentemente se encuentran estáticas, pero en realidad recorren grandes distancias. Debido a que están muy alejadas de la Tierra, su movimiento no se puede percibir a simple vista y durante un período corto de tiempo. Pero, ¿cómo se forma una estrella? Una estrella se forma dentro de nubes gigantes de gases y polvo. Una parte de la nube se recoge sobre sí misma y forma la estrella, que al comienzo es fría. Poco a poco la estrella se contrae debido a la fuerza de la gravedad y se calienta. Su centro se pone tan caliente que la estrella comienza a producir luz y calor de la misma manera que nuestro Sol.
En las noches estrelladas, el cielo parece una masa desordenada de estrellas. Sin embargo, si unimos con líneas imaginarias aquellas estrellas que son más notorias, se forman algunas figuras que se conocen con el nombre de constelaciones. Hay cerca de 6000 estrellas observables a simple vista -3000 en cada hemisferio- y se agrupan en 88 constelaciones. Algunas de ellas, como Orión y la Osa Mayor, son fáciles de localizar, mientras que otras, por ser pequeñas y de escasa luminosidad, no pueden ser observadas a simple vista. También, al observar una noche estrellada, llama la atención una cantidad de estrellas imposibles de contar. Pues bien, esas estrellas son pocas en comparación con los cientos de miles de estrellas que se unen para conformar una galaxia.
Son nubes compuestas por polvo cósmico y gases como el hidrógeno y el helio de baja densidad que pueden verse dispersas por el espacio. Cuando son lo suficientemente densas, se atraen entre sí por la fuerza de la gravedad y van formando nuevas estrellas. Por su cercanía a las estrellas, las nebulosas se dividen en dos clases: nebulosas oscuras que se encuentran alejadas de las estrellas y, por lo tanto, no emiten ninguna luz o brillo, y nebulosas por emisión que al estar cercanas a alguna estrella, emiten un brillo propio.
Se trata del polvo espacial originado de las interacciones entre distintos cuerpos del universo, como pueden ser cometas, planetas, estrellas o galaxias.
El espacio no ha dejado ni dejará de darnos sorpresas, porque cada vez ofrece nuevos misterios a la mente humana. Este es el caso de los agujeros negros, de los cuales, aunque se ha hablado desde las primeras décadas del siglo XX, siguen causando admiración e intriga en el mundo de la ciencia. Un agujero negro es una región del espacio que tiene una gran concentración de materia y una fuerza de gravedad tan poderosa que impide que la luz salga de él, por lo tanto es invisible. El agujero negro tiene, un ilimitado poder de atracción de los cuerpos hacia sí. Tienen un papel fundamental en la formación de las galaxias, ya que son su centro. Cuando una estrella muy masiva como una supernova muere, su núcleo colapsa sobre si mismo compactándose en un punto infinitamente denso y pequeño. Esto es un agujero negro. Cuando una supernova muere y su núcleo no es tan grande como para formar un agujero negro, se convierte en una estrella de neutrones. Algunas de ellas se llaman púlsares porque rotan muy rápido sobre su eje y los dos polos de su campo magnético emiten o pulsan rayos electromagnéticos, a intervalos regulares, como las luces que emiten los faros costeros. Según Stephen Hawking en su libro Agujeros negros y la historia del tiempo, el origen de los agujeros se da después de la extinción o pérdida total de energía de una estrella de gran masa. Después de varios miles de millones de años, la fuerza gravitatoria de dicha estrella comienza a ejercer fuerza sobre sí misma, originando una masa y convirtiéndose en una estrella enana blanca. Dicho proceso prosigue hasta el colapso del astro por la auto atracción gravitatoria que termina por convertir a esta enana blanca en un agujero negro.
Todo parece indicar que dentro de las galaxias hay grandes cantidades de masa que no emite luz. Los indicios señalan que esta masa oculta, a la que han denominado materia oscura o antimateria, no tendría las mismas características que la visible. La discrepancia entre la cantidad de masa que hay en las galaxias y la fuerza gravitacional que las gobierna es uno de los problemas fundamentales a resolver en astrofísica contemporánea.Hasta donde ha llegado la ciencia, aún no tenemos modo de definir con certeza el lugar que ocupa la antimateria o materia oscura en relación con la materia observable, un conocimiento que, de obtenerse, sin dudas ofrecerá nuevas luces a las preguntas cósmicas básicas.
