Explorando el Cosmos: Desde Aristóteles hasta el Big Bang

Aristóteles: Filósofo griego considerado referente máximo del saber, imaginó un Universo geocéntrico, en el que la Tierra estaba en el centro y el Sol, la Luna, planetas y estrellas giraban a su alrededor.

Aristarco de Samos: Científico jonio hizo mediciones para investigar la naturaleza de los astros y estableció por primera vez el modelo del Universo heliocéntrico: afirmó que el Sol era mayor que la Tierra y que esta con los planetas giraba a su alrededor.

Eratóstenes: Realizó mediciones para establecer la esfericidad de la Tierra y calcular el perímetro y radio terrestres.

Hiparco de Nicea: Matemático y astrónomo, elaboró el primer mapa estelar.

La Cosmología Moderna

La cosmología es la parte de la astronomía que estudia la estructura, el origen y el desarrollo del universo. La astronomía es la ciencia que estudia los astros componentes del Universo a partir de la información que nos proporciona la radiación electromagnética que nos llega de ellos. La astrofísica es la parte de la astronomía que aplica las leyes de la física para estudiar la naturaleza de los astros y su comportamiento.

Modelos matemáticos: Conjunto de ecuaciones que sirven para describir sistemas físicos como el Universo, ayudan a profundizar en el estudio de las propiedades del sistema que describen.

Modelos del Universo

Modelo Universo estático e infinito: Siempre ha existido, no tiene comienzo ni fin.

Modelo Universo dinámico y finito (Big Bang): Propone que el universo es dinámico y finito y se creó en una explosión a partir de un punto inmaterial infinitamente denso y caliente y desde entonces no ha parado de crecer impulsado por la energía oscura.

Modelo Universo dinámico infinito (estado estacionario): Admite la expansión del Universo, pero concibe un Universo infinito, que no tiene un principio definido, en el que se genera materia de manera continua mediante mecanismos desconocidos.

Ley de Hubble

Ley de Hubble: Establece que la velocidad de alejamiento de una galaxia es directamente proporcional a su distancia.

Medición de la velocidad de alejamiento de galaxias

La luz que llega a la Tierra de las estrellas situadas en las galaxias contiene una mezcla de colores de distintas longitudes de onda, que pueden separarse con un espectroscopio y dan lugar a un espectro. Cada espectro está formado por los 7 colores del arco iris, sobre ellos se superponen una serie de bandas oscuras de absorción correspondientes a la presencia de determinados elementos químicos presentes en el gas interestelar de la galaxia.

Edwin Hubble midió la posición de estas bandas espectrales y comparó dichos espectros con los que se obtienen en el laboratorio para los mismos elementos químicos. Descubrió que las bandas de absorción experimentaban desplazamientos hacia longitudes de onda mayores cuanto más alejadas estaban las galaxias.

Medición de distancias a otras galaxias

Se puede realizar por el método de las cefeidas. Una cefeida es un tipo de estrella muy brillante, su brillo oscila rítmicamente describiendo un ciclo regular, desde que se oscurece hasta que se recupera su luminosidad. El tiempo de duración del ciclo es proporcional al brillo real de la estrella. Si buscamos estrellas cefeidas en una galaxia, podemos calcular su distancia comparando el brillo real de estas con el aparente.

El Big Bang

Big Bang: Si el movimiento de alejamiento de galaxias se invirtiese se llegaría a la conclusión de que todas las galaxias se encontraban en un mismo punto en el mismo instante que marcaría el origen del Universo. Big Bang deduce toda la materia del Universo, las cuatro fuerzas que actúan sobre ella, la energía, espacio, tiempo y vacío.

En medio de la nada se produjo una explosión, el Big Bang, que generó una minúscula mota de luz radiante infinitamente caliente, en su interior nació el espacio y a partir de ese momento se formó el Universo que no ha parado de expandirse. La energía de la radiación era tan intensa en los primeros instantes del Universo que se convertía en partículas minúsculas de materia llamadas quarks y leptones.

Conforme el espacio y tiempo se expandieron, esta especie de sopa caliente de materia primordial se enfrió gradualmente y generó inmensas nubes de hidrógeno y helio de las cuales se formaron las galaxias. Además, hizo su aparición un tipo de materia llamada materia oscura.

Estructura del Universo

Los más de 100000 millones de galaxias se reúnen en enjambres llamados cúmulos. Estos se agrupan en supercúmulos que a su vez se disponen en filamentos. Las galaxias son enormes acumulaciones de materia en forma de polvo cósmico, nebulosas...