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El Universo

No parece fácil, y posiblemente tampoco adecuado, dar una “definición” de Universo. Una posibilidad sería referirnos a él como “el conjunto de lo que hay”. Pero seguramente se encontrarían multitud de dificultades si damos esa noción. Nos puede bastar, para los efectos de este trabajo, considerar el universo como el conjunto objeto de estudio de la Astrofísica y la Astronomía. Esta dificultad se deriva en parte de que como muchos conceptos complicados o amplios, se ha ido construyendo a lo largo de la Historia. Sería quizá más adecuado hablar de “la construcción del Universo”. Lo que sí parece que podemos afirmar es que conviene hablar de “universo conocido”. ¿Por qué? Pues porque lo que sabemos de física ya nos ha echado encima una carga insuperable: estamos limitados por las propiedades de la luz, y es la velocidad de la luz la que hasta cierto punto marca lo que conocemos y lo que no.

Universo

Los que empezaron a preguntarse acerca del Universo, y dieron respuestas más allá de las explicaciones que daban los mitos y las religiones fueron los pensadores griegos del siglo VI antes de nuestra era. Las respuestas fueron muy diversas. Es importante destacar que los llamados pitagóricos se percataron de la importancia de las matemáticas y los números para el estudio de lo real. Esta manera de ver las cosas pasó a Platón y se dejó notar palpablemente en los protagonistas de la Revolución Científica de los siglos XVI y XVII. Fue el pitagorismo de esos científicos modernos el que permitió el paso de un cosmos cerrado a un universo infinito. Hasta esa Revolución, el cosmos era el que nos dejó diseñado Aristóteles de Estagira, un mundo cerrado estructurado en capas concéntricas alrededor de la Tierra, y con el Sol y los planetas marcando sus ritmos en torno de ella. Esta concepción se fue mejorando matemáticamente, dado que Aristóteles no daba demasiado peso a las matemáticas, sobre todo de la mano de Ptolomeo. Era una concepción del mundo muy poderosa porque utilizaba los mismos conceptos para explicar la reproducción de los peces que el movimiento de los astros y eso sin duda simplificaba las cosas. El nuevo mundo vino con la nueva filosofía y la nueva ciencia, y se concretó en un sistema científico cuyas líneas maestras interpretaría magistralmente Isaac Newton, padre de la física hasta las principales teorías físicas del siglo XX, la teoría de la relatividad de Albert Einstein y la teoría cuántica.

En relación con la cosmología actual, decir tan sólo que mientras que la teoría cuántica pone en tela de juicio la idea de universo con unas leyes estables que permitían que con suficientes datos todo fuera predecible y retrodecible. Los físicos cuánticos sostienen que la materia es esencialmente dinámica y compleja y que se base en unas leyes de naturaleza estadística altamente complicadas. Por si fuera poco, la intimidad de la materia se muestra a veces como onda y a veces como partícula y según el principio de Heinsenberg resulta imposible determinar a la vez la posición y la velocidad (cantidad de movimiento) de un electrón.

Por su parte Einstein, en su relatividad general, después de desmontar el tiempo y el espacio absolutos de Newton, nos hace considerar la realidad como un continuo cuatridimensional donde el tiempo ocupa una dimensión. Energía, materia y velocidad están matemáticamente relacionadas y el espacio deja de ser el de la clásica geometría euclídea y precisa de un tratamiento curvo como el que le da la geometría de Riemann(1826-1866). Siempre que haya un cuerpo sólido, el espacio será curvo y dicha curvatura estará en función de la masa del cuerpo. La luz ya no viajará en línea recta sino desviada por los campos gravitatorios. Fue, evidentemente, un descubrimiento revolucionario para el estudio del Universo.

Galaxia

Una galaxia es un conjunto de miles de estrellas, cuerpos celestes con luz y otras formas de energía propia, que se encuentran relacionadas entre sí. Todas las estrellas que componen una galaxia tienen un centro común en torno al cual orbitan y actúan unas sobre otras por las fuerzas gravitatorias. Dentro de las galaxias encontramos también polvo cósmico, nubes de gas y lo que los físicos denominan materia oscura (que no se puede detectar porque no tenemos medios técnicos para medir su radiación, pero sí se puede suponer científicamente porque ejerce fuerzas gravitatorias).

Las nubes de gas y polvo se conocen como nebulosas y están formadas por el elemento más abundante del Universo, el hidrógeno, presente tanto en forma atómica como molecular.

Cuando las estrellas se agrupan por su cercanía mediante una gran interacción gravitatoria, se forman los denominados cúmulos estelares, que pueden ser, a su vez globulares (formados por estrellas viejas) y abiertos (de estrellas más jóvenes) y más inestables.

El número de estrellas que contiene una galaxia puede oscilar de 10^7 a 10^12

 

Desde el siglo XIX, los avances en astronomía han permitido identificar y catalogar miles de galaxias, de las cuales apenas nos llega suficiente luz como para diferenciarlas de una simple estrella. Se supone que hay millones de galaxias. Estudios posteriores nos dieron una información clave para entender el Universo conocido: las galaxias se encuentran alejándose unas de otras a gran velocidad. Esto se conoce como efecto Hubble. Ese alejamiento parece dar la razón a la teoría que sostiene que el origen del Universo fue una gran explosión (big-bang).

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El astrónomo Hubble clasificó las galaxias en espirales, elípticas e irregulares.

En realidad sabemos bastante poco acerca de nuestro universo, pero el conocimiento sobre el mismo no se detiene.

Nuestro planeta pertenece al sistema solar. El sistema solar está formado por el Sol y los planetas que orbitan a su alrededor. Nuestra estrella, el Sol, es una de las estrellas de la galaxia denominada Vía Láctea. La Vía Láctea contiene unos 100.000 millones de estrellas y tiene una masa equivalente a 1012 la solar. Por lo que se refiere a la situación de nuestro Sol, se calcula que está a unos 8,5 parsec (kp), es decir unos 27.700 años luz del centro de la Vía Lactea.

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En la estructura de nuestra galaxia se diferencian los siguientes elementos:

Halo: estructura con forma de esfera que la envuelve. En esta zona la densidad de estrellas es muy baja y tampoco tiene muchas nubes de gas. Curiosamente se pueden encontrar estrellas veteranas en cúmulos globulares.

Disco: compuesto fundamentalmente por gases y con presencia de estrellas jóvenes (en esta zona se forman). En esta zona se alojan los llamados brazos de la galaxia, más luminosos por la presencia de estrellas gigantes azules.

El bulbo es la parte central o centro galáctico donde se encuentra una mayor densidad de estrellas. Sabemos tiene una forma parecida a una esfera achatada, que gira como un todo y que en su centro existe un agujero negro.

Via Láctea

Nuestra galaxia debe su nombre a su apariencia observada desde la Tierra. Es una galaxia con forma de disco que nos ofrece la vista de una banda blanquecina especialmente observable las noches claras. Esa luz difusa se debe a la acumulación de estrellas, demasiado lejanas como para que podamos observarlas de forma aislada.

La Vía Láctea se encuentra vinculada a un grupo de unas treinta estrellas dominadas por ellas y por la gigante galaxia Andrómeda, también conocida como M-31. Andrómeda se puede observar a simple vista desde nuestro planeta y sabemos que tiene una masa aproximada de 300.000 soles.

(Fotografías cortesía NASA)

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