Explorando el Universo y la Tierra: Origen, Composición y Evolución

El Universo y la Tierra

El Universo

El universo es todo, sin excepciones. Materia, energía, espacio y tiempo. Todo lo que existe forma parte del universo.

• Según la NASA, el universo está constituido por:
• Materia normal visible: todo aquello que podemos ver: estrellas, planetas, polvo y gases calientes intergalácticos. 0,4%
• Materia normal no luminosa: agujeros negros y gas intergaláctico. 3,6%
• Materia oscura: 21%
• Energía oscura: 75%

1. La Composición del Universo

1.1 Materia Normal (4%)

• El elemento más abundante es el hidrógeno.

1.2 Materia Oscura (21%)

• No se puede ver porque no emite ni refleja la luz.
• Tiene efectos gravitatorios sobre la materia normal, cosa que permitió descubrirla.
• Tiene un peso tan grande que influye en la formación y en el movimiento de las galaxias.
• Se puede detectar con lo que se conoce como "lente gravitatoria".
• No se conoce la composición.

1.3 Energía Oscura (75%)

• Se distribuye homogéneamente por el universo.
• Actúa de manera contraria a la fuerza gravitatoria, de tal manera que actúa separando las galaxias entre ellas.
• Acelera la expansión del universo.
• No se conoce gran cosa de ella, todavía es una gran incógnita.

2. El Origen del Universo: El Big Bang

Esta teoría dice que hace unos 13.700 millones de años (Ma), toda la materia del universo se concentraba en una zona muy pequeña y extremadamente densa.

• Esta materia explotó y se dirigió hacia todas direcciones.
• Poco a poco, la materia fue concentrándose y formando las galaxias, constelaciones, estrellas, planetas, ...

El universo continúa en expansión desde entonces.

• Para confirmar la Teoría del Big Bang se tienen dos elementos:
• El efecto Doppler
• La radiación de fondo de microondas cósmicas

La Radiación de Fondo de Microondas Cósmicas

La radiación de fondo de microondas cósmicas es lo que queda de la luz de la gran explosión del Big Bang, que todavía está recorriendo el universo.

El Efecto Doppler

El efecto Doppler también permitió confirmar la Teoría del Big Bang. Se había observado lo que se conoce como "corrimiento al rojo" del espectro de la luz que provenía de galaxias lejanas. Para decirlo de una manera fácil, los colores de la luz de las galaxias lejanas parecían "estirados" respecto del que había que esperar. Esto indicaba que el universo estaba expandiéndose, todavía desde la gran explosión.

¿Qué es el Efecto Doppler?

Es el cambio observado en la frecuencia de la luz procedente de una fuente en movimiento relativo respecto del observador. Las ondas del sonido actúan de manera similar a las de la luz y también sufren el efecto Doppler.

3. La Evolución del Universo

• Unos minutos después, la temperatura bajó hasta unos 10⁸ K, permitiendo la fusión de neutrones y electrones.
• Así se formaron los núcleos de átomos de elementos ligeros.
• Este proceso se denomina nucleosíntesis primordial.

3. La Evolución del Universo

• 300.000 años después, la temperatura estaba por debajo de los 3000 K.
• Los protones se unieron a los electrones y se formaron los primeros átomos de hidrógeno.
• Materia y radiación se desacoplaron: universo transparente a la luz.
• Esta desvinculación es lo que ahora vemos como radiación de fondo de microondas.

3. La Evolución del Universo

Átomo de helio

Átomo de hidrógeno

• Algunas regiones del espacio eran más densas y, por efecto de la gravedad, atraían materia hacia ellas.
• La materia fue fusionándose y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias.

3. La Evolución del Universo

• Con el tiempo, la fusión de galaxias y la formación de estrellas disminuyó hasta ser, hoy en día, prácticamente inexistente.
• Pero... ¿Cuál es el futuro del universo? Los científicos no lo saben (todavía), pero se ha hablado de tres modelos posibles:
• Big Crunch: Se producirá una implosión, un colapso que hará que toda la materia se unifique en un punto pequeño y muy denso (similar a antes del Big Bang).
• Big Chill (Muerte térmica): El universo, cada vez más extenso y disperso, disminuiría su temperatura hasta el cero absoluto (temperatura teórica más baja posible).
• Big Rip: La energía oscura iría separando cada vez más la materia que hay en el universo: cúmulos galácticos, galaxias, planetas de sus estrellas e incluso, los componentes que forman los átomos.