Explorando el Origen y Futuro del Universo: De la Radiación Cósmica a las Estrellas

Conceptos Fundamentales sobre el Universo

¿Qué es la Radiación Cósmica de Fondo de Microondas?

La Radiación Cósmica de Fondo es una radiación extraña y débil que proviene de todos los puntos del Universo. Esta radiación corresponde al resplandor que se originó cuando comenzaron a formarse átomos y la luz pudo viajar libremente. Esto sucedió aproximadamente 300.000 años después del Big Bang. Fue descubierta por Arno Penzias y Robert Wilson en 1964.

Cronología del Universo desde el Big Bang

Considerando el instante del Big Bang como tiempo 0, los siguientes acontecimientos tuvieron lugar en el tiempo estimado indicado:

1. Toda la materia se hallaba en forma de energía. (t=10^-32 s)
2. Formación de los quarks y otras partículas elementales. (Primer segundo)
3. Nucleosíntesis. (Entre 1 s y 300.000 años)
4. Formación de los primeros átomos. (Entre 300.000 y 10⁶ años)
5. Formación de las primeras estrellas. (400 millones de años tras el Big Bang)
6. Formación del Sistema Solar. (Hace algo más de 4.500 millones de años)

Acoplamiento Materia-Radiación en el Universo Temprano

¿Qué significa que en los primeros años del Universo la materia y la radiación estaban acopladas?

Significa que los fotones estaban atrapados entre los núcleos y los electrones. Por lo tanto, la radiación no podía viajar libremente.

El Futuro del Universo: Parámetros y Evolución

¿De qué parámetros depende el futuro del Universo? ¿Cómo afectan a su evolución?

Los cosmólogos creían que el futuro del Universo dependía de la densidad de su masa y admitían las teorías del Big Chill y el Big Crunch. Pero al descubrir la energía oscura, se ha propuesto otra teoría diferente: el Big Rip.

• Big Chill (El Gran Enfriamiento): Si la materia del Universo es insuficiente y no se alcanza la densidad crítica necesaria para que la fuerza de la gravedad frene la expansión, esta disminuiría su velocidad pero nunca se detendría. No se formarían más estrellas, el Universo sería cada vez menos denso y su temperatura disminuiría, quedando en un estado de muerte térmica.
• Big Crunch (La Gran Contracción): Si la cantidad de materia supera la densidad crítica, la atracción gravitatoria será tan fuerte que frenará la expansión. El Universo se colapsaría y se iría haciendo más denso y caliente hasta llegar al punto de singularidad inicial o sería sometido a infinitos ciclos de expansión-compresión.
• Big Rip (El Gran Desgarramiento): La fuerza repulsiva de la energía oscura superaría la fuerza de la gravedad. Esto provocaría una expansión tan acelerada que los objetos unidos por gravedad acabarían separándose. El tiempo se detendría.

Diferencia entre Protoestrella y Estrella

¿En qué se diferencia una protoestrella de una estrella?

Las estrellas son cuerpos esféricos que generan energía, ya que en su interior se producen reacciones termonucleares que emiten radiación electromagnética, neutrinos y viento estelar.

Cuando una nube de gas y polvo se contrae por efecto de la gravedad, el material se va concentrando en el centro hasta que colapsa y termina formando un núcleo muy caliente denominado protoestrella.