EL UNIVERSO.
ORIGEN Y EVOLUCION DEL UNIVERSO
El big bang
Está comúnmente aceptado que el Universo comenzó a formarse hace unos 15.000 millones de años de acuerdo con la teoría del "big bang".
La teoría nos dice que toda la materia, el tiempo y el espacio estuvieron originalmente condensados en un punto de altísima densidad desde donde, tras una tremenda explosión, inició su expansión como la superficie de un globo que se hincha.
Arno Pencias y Robert Wilson, premios Nobel de física de 1978, por la detección de "La microonda cósmica", midieron el eco residual originado por el "big bang". También, por otros métodos, se ha confirmado la teoría de que las partes constitutivas del Universo están en expansión. Racimos galácticos, cada uno con miles de millones de estrellas como el Sol se van separando unas de otras a grandes velocidades.
El "big bang" generó enormes temperaturas y sus consecuencias aún persisten en el espacio: la radiación residual suministra una temperatura uniforme y medible de 3º F. El Universo podría continuar su expansión hasta alcanzar la nada absoluta; o tal vez, en algún punto, iniciar un nuevo proceso de condensación en un largo recorrido hacia un nuevo "big bang".
Durante las dos últimas décadas, se ha confirmado que el Universo no es un lugar tranquilo, sino que se trata de un espacio sometido a muy violenta actividad. Galaxias enteras continúan explotando, lanzadas por fuerzas gravitatorias de energía inimaginable. A su vez, ciertas estrellas de gran tamaño estallan en Supernovas, irradiando una energía equivalente a la de un billón de soles y proyectando al espacio despojos cósmicos que forman nuevas estrellas y planetas.
Agujeros Negros
La luz de las estrellas que explotan puede tardar millones de años en llegar a la Tierra.
Se va aceptando la tesis de la existencia de agujeros negros en el centro de algunas galaxias.
Estos están provocados por la existencia de núcleos de altísima densidad que no sólo atraen y condensan la materia sino también la luz.
En su interior pueden producirse nuevas explosiones gigantescas.
La galaxia en explosión
La galaxia M82 puede ser un ejemplo de actualidad de la violencia espacial. Nubes de hidrógeno gaseoso, equivalentes en masa a 5 millones de soles, fueron arrojadas del núcleo a 160 kilómetros por segundo.
Nuestro grupo galáctico
En él coexisten unas treinta galaxias unidas débilmente por la gravedad.
La Tierra se encuentra en la segunda galaxia en extensión, la Vía Láctea, en la que conviven 100.000 millones de estrellas, dispuestas en espiral alrededor de un núcleo y acompañadas de grandes masas de nubes y polvo.
Nuestro sol está a 33.000 años luz de ese núcleo y completa una órbita a su alrededor en 225 millones de años. Este largo espacio de tiempo toma el nombre de "año cósmico".
La galaxia Andrómeda, conocida como M31, es la mayor del grupo local.
Está a unos 2 millones de años luz de nosotros y tiene 130.000 años luz de diámetro.
Cerca de nuestra galaxia pueden observarse otras más pequeñas como Sculptor, Formax, Leo I y II, la LMC y SMC, siendo estas dos últimas las más próximas. Las galaxias conocidas son de dos tipos: espirales y elípticas.
Agujeros Negros
La luz de las estrellas que explotan puede tardar millones de años en llegar a la Tierra.
Se va aceptando la tesis de la existencia de agujeros negros en el centro de algunas galaxias.
Estos están provocados por la existencia de núcleos de altísima densidad que no sólo atraen y condensan la materia sino también la luz.
En su interior pueden producirse nuevas explosiones gigantescas.
TEORIA INFLACIONARIA
Esta teoría fue desarrollada a inicios de la década de 1980, por el científico estadounidense Alan Guth, con el objetivo de explicar los primeros momentos del Universo; tomando en cuenta que en la formulación de la Teoría de la Gran Explosión, quedaron varios problemas por resolver como los siguientes:
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El estado inicial de la materia, no permitía aplicar las leyes físicas normales
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El estado de uniformidad del Universo, era difícil de explicar, porque de acuerdo con la Teoría del BIg Bang, la expansión del universo se dió con demasiada rapidez como para desarrollar esta uniformidad.
Alan Guth basó la formulación de la teoría inflacionaria en el trabajo de Stephen Hawking, que había estudiado campos gravitatorios sumamente fuertes, como los que se encuentran cerca de un agujero negro o en el inicio del Universo, donde se expone que toda la materia del Universo pudo crearse por fluctuaciones cuánticas en un espacio vacío, bajo estas condiciones. Se suponía que nada existía antes de la existencia del universo como un punto con densidad infinita; en este punto estaba concentrada toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo y según esta teoría lo que desencadenó la gran explosión, es una fuerza inflacionaria ejercida en una cantidad de tiempo inapreciable, que permitió que se formará una región observable del universo. La Teoría hace la diferencia entre un universo real y un universo observable, siendo el universo observable el habitado por el hombre, que es mucho más pequeño que el universo real. (Microsoft® Encarta®. 2008. Teoría inflacionaria ).
La teoría inflacionaria, implica un proceso denominado inflación, en el que hubo un período de expansión exponencial en el Universo, donde la distancia entre dos observadores fijos se incrementa exponencialmente, por la métrica de expansión del Universo. La tasa de expansión dada por la constante de Hubble, es casi constante, lo que lleva a niveles de simetría muy altos. La inflación también se conoce como un período de expansión acelerada, dado que la distancia entre dos observadores se incrementa a una tasa acelerante si se mueven alejándose. El proceso de inflación también toma en cuenta las ideas cosmológicas, con la teoría cuántica y la física de las partículas elementales.
La inflación explica como una partícula extremadamente densa y caliente que contenía toda la masa y energía del Universo, siendo de menor tamaño que un protón, sale desprendida hacia el exterior en una expansión que continua en los millones de años transcurridos desde entonces. Se considera que este empuje inicial se originó, en procesos en los que una sola fuerza unificada de la naturaleza se dividió en las cuatro fuerzas fundamentales actuales: la gravitación, el electromagnetismo y las interacciones nucleares fuerte y débil.
ESTADO ESTACIONARIO
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 cosmológico perfecto, el cual sostiene que para cualquier observador el universo debe parecer el mismo en cualquier lugar del espacio. La versión perfecta de este principio incluye el tiempo como variable por la cual el universo no solamente presenta el mismo aspecto desde cualquier punto sino también en cualquier instante de tiempo, siendo sus propiedades generales constantes tanto en el espacio como en el tiempo. El origen del universo estacionario se remonta al infinito hacia el pasado con un ritmo de expansión exponencial. El ritmo de expansión tiende a cero cuando el tiempo tiende a menos infinito, y tiende a infinito cuando el tiempo tiende a infinito.
Sir James Jeans, en la década de 1920, fue el primero en conjeturar una cosmología de estado estacionario basada en una hipotética creación continua de materia en el universo.1 2 La idea fue luego revisada en 1948 por Fred Hoyle, Thomas Gold, Hermann Bondi y otros. La teoría del estado estacionario de Bondi y Gold se inspiró en la intriga circular de la película Dead of Night,3 que habían visto juntos. Los cálculos teóricos mostraban que un universo estático era imposible en la relatividad general, y de las observaciones de Edwin Hubble habían mostrado que el universo se estaba expandiendo. La teoría del estado estacionario afirma que aunque el universo se está expandiendo, no obstante, no cambia su apariencia con el tiempo (el principio cosmológico perfecto); no tiene principio ni fin.
Los problemas con esta teoría comenzaron a surgir a finales de los años de la década de 1960, cuando las evidencias observacionales empezaron a mostrar que, de hecho, el Universo estaba cambiando: se encontraron quásares sólo a grandes distancias, no en las galaxias más cercanas. La prueba definitiva vino con el descubrimiento de laradiación de fondo de microondas en 1965, pues en un modelo estacionario, el universo ha sido siempre igual y no hay razón para que se produzca una radiación de fondo con características térmicas. Buscar una explicación requiere la existencia de partículas de longitud milimétrica en el medio intergaláctico que absorba la radiación producida por fuentes galácticas extremadamente luminosas, una hipótesis demasiado forzada.
UNIVERSO OSCILANTE
Esta teoría llamada también del “Universo Cíclico”, es sostenida por el Físico Alexander Friedman (Universidad de Petrogrado), quien nos muestra un universo en indefinidas expansiones y contracciones. En los actuales momentos nos encontramos en una fase de expansión, la cual habría sido precedida por una evolución de contracción y será seguida por una evolución similar.
Los físicos han calculado que si la cantidad de hidrógeno de los espacios intergalácticos fuese siete veces superior a la materia del conjunto de las galaxias, la velocidad de fuga de estas se frenarían de súbito. Luego, las galaxias comenzarían a chocar, acercándose unas a otras (Big Crunch). Hasta volver al estado inicial del universo. Lo que los científicos llaman el Ylem Primitivo.
Según esta teoría el universo tendría una edad de 82 000 millones de años. Cada una de sus fases tendría una duración de 20 000 año.
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