EL UNIVERSO Y SISTEMA SOLAR
I. MARCO CONCEPTUAL
¿Qué es el
Universo?
El
Universo es un sistema megaentrópico de espacio-tiempo y de materia –
energía en una dinámica y autogeneración continua. Su estudio corresponde a la Cosmología que se
fundamenta en la Astronomía
y la Física.
¿Cómo es el
Universo?
El
universo es un sistema físico infinito, que no es estático ni esta en un estado
de "equilibrio" permanente como pensaba Isaac Newton y Aristóteles.
El Universo es un sistema dinámico donde la materia y la energía no se pueden
crear ni destruir, sino que están en un proceso continuo de cambio, movimiento y transformación, que implica
explosiones periódicas, expansión y contracción, atracción y repulsión, vida y
muerte. Esta la visión de Arquitas, Platón, Gauss, Riemann y Einstein.
La materia es el componente básico del
Universo.
II. TEORÍAS
¿Cómo se formó
el Universo?
Para
explicar el origen y la evolución del Universo hay 5 principlaes teorías
cosmológicas:
·
La
Teoría del Big Bang
·
La
Teoría del Universo
Estacionario
·
La
Teoría del Universo
Pulsante u Oscilante
·
La
Teoría del Universo
Inflacionario
·
La
Teoría del Universo
Multiple
¿Qué dice la Teoría del Universo
Estacionario?
Fue planteado en 1928 por Thomas Gold y
Hermann Bondi y desarrollado por Fred Hoyle. Es una teoría que se fundamenta en la física de
Isaac Newton y en la geometría euclidiana. Plantea la destructibilidad y el
carácter inmutable del universo en el tiempo y en el espacio. Concibe un
universo sin forma definida si limites difícil de cuantificar su masa, volumen
y densidad.
Aceptando un universo en expansión, los
defensores de esta teoría intentaron explicar este fenómeno por la
"creación continua de la materia a partir de la nada". Esto
supuestamente estaba sucediendo en todo momento. Esto significa que el universo
sigue siendo esencialmente el mismo para siempre, en cualquier espacio y en
cualquier tiempo. Más tarde se demostró que esta teoría era falsa. Las
observaciones demostraron que cuanto más allá se observaba en el espacio, mayor
era la intensidad de las ondas electromagnéticas. Esto demostró de manera
concluyente que el universo estaba en un estado de cambio constante y
evolución. No había sido siempre el mismo.
En 1964, la teoría del estado
estacionario recibió el golpe de gracia con el descubrimiento por parte de
dos jóvenes astrónomos en los Estados Unidos, Arno Penzías y Robert Wilson, de
la radiación cósmica de fondo en el espacio.
¿Qué dice la Teoría
del Big Bang?
¿Qué
dice la Teoría
del Universo Oscilante?
El
Universo oscilante es una hipótesis propuesta por Richard Tolman y Alexander Fredman, según la cual, el
universo sufre una serie infinita de oscilaciones, cada una de ellas
iniciándose con un big bang y terminando con una big crunch.
Luego
de la gran explosión, el universo se expande por un tiempo hasta que la
atracción gravitacional de la materia produce la gran implosión.
Esta
teoría es entendible al sentido común porque explica el ciclo del universo como
un ciclo de la vida.
¿Qué dice la Teoría
del Universo Inflacionario?
La
teoría inflacionaria de Alan Guth planteada en 1981, intenta explicar los
primeros instantes del Universo. La idea principal
del es que el Universo en las fases más tempranas de su evolución se expandió
exponencialmente debido al rompimiento de la fuerza unificadora y la aparición
de las 4 fuerzas fundamentales (gravitatoria, electromagnética y las nucleares
débil y fuerte). Esta rápida expansión creó un universo aplastado, homogéneo e
isótropo.
¿Qué dice la Teoría
del Universo Múltiple?
Andrei
Linde 1987 es el más importante representante de la Teoría del Universo
Múltiple.
De
acuerdo a Andrei Linde el Universo produce incesantemente una serie de dominios
inflacionarios de todos los tipos posibles, lo que determina la existencia de
múltiples universos. Este efecto es debido a la gran ola de fluctuaciones
cuánticas del campo generado durante la inflación. El Universo se divide
después de la inflación en grandes dominios dentro de los cuales las leyes de la Física y la dimensionalidad
del espacio-tiempo podrían ser diferentes. Nuestro universo es un gran fractal que contiene un
exponencialmente grande número de objetos que se desarrolla produciendo nuevos
objetos permanentemente. Es un Universo que nunca muere y tampoco tiene un único principio. Se auto genera
continuamente.
Estado actual del
Universo
¿Cuál es el
estado actual del Universo?
El
universo actualmente se encuentra en proceso de expansión debido a tres grandes
causas:
·
La fuerza de
repulsión generada por el big bang
·
La energía
remanente generado por el big bang
·
La energía
generado por las estrellas y singularidades
cósmicas como quasares y agujeros negros.
La
expansión del universo deja dos grandes consecuencias: el oscurecimiento y el
enfriamiento del espacio.
¿Cuáles son las
pruebas de la expansión?
Las
dos pruebas mas importantes de la expansión del Universo son:
La recesion de
galaxias descubierto en 1929 por Edwin
Hubble, quien enunció que "las galaxias están en expansión
y que la velocidad de recesión o separación entre las galaxias es proporcional
a su distancia". A esto se llama la Ley de Hubble.
La radiación
cósmica de fondo es la energía remanente del Big
Bang que dio origen al universo, detectada vez por los radioastrónomos Arno
Penzias y Robert Wilson en 1964. Esta radiación actualmente es de –271°C y se va aproximando al Cero Absoluto.
III. COMPONENTES
¿Qué hay en el
Universo?
En el Universo, hay materia, espacio y tiempo.
La materia se encuentra formando astros y sistemas cosmológicos.
Los sistemas cosmológicos mas importantes son:
los cúmulos y las galaxias nebulosa.
Los astros mas importantes son: los quasares y
las estrellas.
¿Qué son las
galaxias?
Las galaxias son gigantescos sistemas de cientos o miles de millones de
estrellas, todas interaccionando gravitatorialmente y orbitando alrededor de un
centro común, como por lo general es un súper agujero negro.
Ejemplo la Vial
Láctea , nuestra galaxia tiene 200000 millones de estrellas.
Según Edwin Hubble, las galaxias pueden ser
irregulares, elípticas o espirales.
·
Las galaxias irregulares, tienen grandes cantidades de gas, polvo y estrellas jóvenes, por
ejemplo las Nubes de Magallanes.
·
Las galaxias espirales como la Marcarían
348, son discos achatados que contienen principalmente una gran población de
estrellas jóvenes, bastante gas y polvo, y nebulosas.
·
Las galaxias elípticas como por ejemplo la Nube
de Andrómeda, tienen un perfil globular completo con un núcleo brillante,
contienen una gran población de estrellas viejas, poco gas y polvo.
¿Qué son los cúmulos y supercúmulos?
Son gigantescos sistemas que agrupan un conjunto de
galaxias. Por ejemplo la
Gran Pared.
¿Qué son los
quasares?
Los cuásares son cuerpos o astros
extremadamente energéticos, se parecen a estrellas; pero son muy
voluminosos. Emite hasta 100 veces más
radiación que una galaxia entera. Los cuásares se piensa son accionados por
agujeros negros supermasivos, en el centro de las galaxias. La poderosa
radiación que vemos proviene de materia arremolinada alrededor del agujero
negro y cayendo hacia él.
¿Qué son
estrellas?
Las
estrellas, son astros de plasma en equilibrio hidrostático, que generan energía
en su interior mediante reacciones termonucleares. La energía generada se emite
al espacio en forma de radiación electromagnética, neutrinos y viento
estelar. La estrella mas conocida es el
Sol. Otras importantes son Sirio, Betelgause, Rigel Aldebarán, etc.
Las
estrellas se forman en las regiones más densas de las nubes moleculares de
hidrógeno como consecuencia de la atracción gravitatoria que precipitan los
gases y el polvo cósmico hacia un centro común de la nebulosa.
Cuando la
estrella llega a la etapa de gigante roja, llega su fase final y puede terminar
como una enana blanca o como una supernova dejando un remanente que puede ser
una estrella neutrónica o agujero negro.
·
Las enanas
blancas, son restos de una estrella, exactamente su núcleo que queda
expuesta debido a que las capas exteriores se han desacoplado. Esta será la
forma en que morirá el Sol.
·
Las supernovas,
son explosiones que experimentan las estrellas
masivas que ya no pueden fusionar más su agotado núcleo. Al explotar la
estrella libera energía luminosa y elementos químicos pesados.
·
Los
Púlsares, son núcleos de estrellas, son
fuentes de ondas de radio que vibran con periodos regulares. Un púlsar es una
estrella de neutrones pequeña que gira a gran velocidad. 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.
·
Los agujeros
negros, son cuerpos con un campo
gravitatorio extraordinariamente grande a tal punto que no puede escapar
ninguna radiación electromagnética. Están rodeados de una "frontera"
esférica que permite que la luz entre pero no salga.
Las
constelaciones
¿Qué son
las constelaciones?
Son
figuras que crea el hombre uniendo las estrellas y que sirven para localizar
más fácilmente la posición de los astros. Además sirve para ubicarnos sobre la
esfera terrestre. En total, hay 89 agrupaciones que aparecen en la esfera
celeste y que toman nombres de figuras religiosas o mitológicas, animales u
objetos.
Se
clasifican en:
·
Constelaciones
Boreales: visibles des el hemisferio norte.
Ejemplos: Dragón Boyero, Osa Menor , Osa Mayor, Toro, León Águila, etc.
·
Constelaciones
Australes: visibles des el hemisferio sur.
Ejemplos: Hidra, Orión Ballena, Tres Marías, Cruz del Sur.
·
Constelaciones
Zodiacales: son visibles des la región
intertropical de la
Tierra. Las constelaciones zodiacales son Aries (Carnero),
Taurus (Toro), Gémini (Gemelos), Cáncer (Cangrejo), Leo (León), Virgo (Virgen),
Libra (Balanza), Scorpius (Escorpión), Sagittarius (Sagitario), Capricornus
(Capricornio), Aquarius (Acuario) y Piscis (Peces).
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