Cosmología Fundamental: Evidencias del Big Bang, Composición y el Ciclo de Vida Estelar
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Evidencias Científicas que Avalan la Teoría del Big Bang
Existen dos pruebas fundamentales que sustentan la teoría del Big Bang:
El Corrimiento al Rojo de las Galaxias
Las galaxias se alejan de nosotros en todas direcciones. Al analizar el espectro luminoso de las galaxias más lejanas, miremos donde miremos, siempre se observa un corrimiento hacia el color rojo (efecto Doppler), lo que indica que el universo está en constante expansión.
Radiación Cósmica de Fondo de Microondas (CMB)
Dos jóvenes radioastrónomos trataban de utilizar una antena de comunicaciones, pero siempre obtenían un ruido de fondo persistente que parecía provenir de todas direcciones y que les impedía trabajar. Dicho ruido confirmaba la idea de que la radiación generada por el Big Bang, después de recorrer todo el cosmos, llegaría hasta nosotros en forma de microondas. Ese fue el origen del ruido captado.
Composición y Destino del Universo
Composición Actual del Universo
La composición del universo se distribuye de la siguiente manera:
70% Energía Oscura
Su naturaleza y origen se desconocen. Los científicos apuntan a que esta energía oscura es la responsable de que el universo no siguiera un ritmo constante, sino que hace 3000 millones de años sufriera una aceleración en su ritmo de expansión.
25% Materia Oscura
Sus características no han sido desveladas. Esta materia oscura es la causante de que las galaxias se alejen a velocidades mayores de las que cabría esperar (las galaxias deben contener más materia de la que podemos observar).
5% Materia Visible
Corresponde a la materia que podemos observar (estrellas, planetas, etc.).
En la actualidad, los científicos continúan investigando el cosmos tanto a nivel experimental como teórico.
Tres Posibles Finales para el Universo
Se contemplan tres escenarios principales para el destino final del cosmos:
El Big Crunch (Gran Colapso)
El universo frena la expansión, comenzando un proceso de contracción hasta llegar al gran aplastamiento.
Expansión Eterna (Muerte Térmica)
El universo se expandirá eternamente, enfriándose progresivamente hasta que toda la energía se disipe.
El Big Rip (Gran Desgarramiento)
La gravedad no es capaz de frenar la expansión. La materia será incapaz de sujetar a sus componentes, llegando al gran desgarramiento de toda estructura cósmica.
Formación de Estrellas y Elementos Químicos
Proceso de Formación de los Elementos Químicos en las Estrellas
Según las teorías del Big Bang, primero se formaron los átomos más ligeros (Hidrógeno y Helio). El resto de los elementos químicos se forma en las estrellas, gracias a unos procesos químicos denominados reacciones termonucleares de fusión.
El proceso de formación de los elementos químicos es el siguiente:
Concentración de Materia
Por efecto de la gravedad, partículas de gas y polvo comienzan a rotar sobre sí mismas, concentrándose la materia en un punto central denominado protoestrella.
Nacimiento Estelar
Debido al aumento de choques entre las partículas, la temperatura en el núcleo de la protoestrella se eleva tanto que empieza a brillar. En ese momento nace una estrella.
Fusión de Hidrógeno
A partir de ese momento, la estrella empieza a consumir su "combustible", el Hidrógeno (H). Se fusionan los átomos de H para generar Helio (He), luz y calor (por cada dos átomos de H fusionados se obtiene un átomo de He).
Síntesis de Elementos Pesados
Una vez consumido el H, la estrella se comprime y sintetiza elementos cada vez más pesados: Carbono (C), Azufre (S), Hierro (Fe), etc.
Supernova y Nebulosa
Cuando el núcleo de la estrella no puede contraerse más, tiene lugar una violenta explosión conocida como supernova. La fusión acaba y después de la explosión se forma una nebulosa de gas. Las nebulosas originan las galaxias, por condensación y agregación de materia.
Teorías sobre la Formación de los Planetas
Teorías Catastrofistas
Las teorías catastrofistas proponen que el sistema solar surge como consecuencia de un evento violento y puntual:
- Una versión sugiere que el sistema solar surge como consecuencia del choque del Sol con un cometa.
- Otra versión propone que el paso de una estrella cerca del Sol arrancó parte de su material, que quedó girando alrededor, formando masas sólidas denominadas planetesimales y, posteriormente, planetas.
Teorías Evolutivas
Las teorías evolutivas sostienen que, al concentrarse la nube de gas y polvo, la mayoría de la materia se agrupó en el centro para formar el protosol, mientras que una pequeña parte, localizada en la periferia del futuro disco, fue expulsada en forma de anillo de gas. Este anillo siguió girando de forma independiente y se concentró para formar los planetas.