Fundamentos de Cosmología y Estructura del Universo: Teorías, Distancias y Componentes Estelares

El Universo y sus Distancias

Teorías Cosmológicas Históricas

• La Teoría Geocéntrica: Esta teoría situaba nuestro planeta (la Tierra) en el centro del universo. Fue establecida por Aristóteles y formalizada por Claudio Ptolomeo, manteniéndose vigente durante muchos siglos.
• La Teoría Heliocéntrica: Sugiere que el Sol se considera el centro del sistema. Fue propuesta inicialmente por Aristarco de Samos, expuesta por Nicolás Copérnico y verificada posteriormente por Galileo Galilei y Johannes Kepler.

Las Distancias del Universo

Para medir las vastas distancias cósmicas, se utilizan unidades especializadas:

• Unidad Astronómica (UA): Es la distancia media entre la Tierra y el Sol. Equivale aproximadamente a 149.600.000 km.
• Año Luz (AL): Es la distancia que recorre la luz en un año, viajando a una velocidad de 300.000 km por segundo.
• Pársec (pc): Equivale a 3,26 años luz. Se utiliza para expresar distancias de espacios muy lejanos.

Componentes Estelares y Galácticos

Galaxias

Las galaxias se definen como enormes agrupaciones de estrellas, gas y polvo interestelar. Sus principales estructuras son:

• Bulbo: Es la zona central de la galaxia, formada por una gran cantidad de estrellas viejas.
• Brazos Espirales: En ellos se encuentran las estrellas más jóvenes. Nuestro Sol, por ejemplo, se sitúa en el Brazo de Orión.
• Halo: Envuelve al bulbo y al disco, y se compone de estrellas viejas y cúmulos globulares.

Las Estrellas

Las estrellas son grandes esferas de hidrógeno y helio que liberan energía mediante reacciones termonucleares.

Características Estelares

• Brillo: Depende de la distancia a la que se encuentre la estrella y de la cantidad de energía que emita (y, en consecuencia, de su tamaño).
• Color: Depende directamente de la temperatura superficial de la estrella.

Las Nebulosas

Son concentraciones de gas (principalmente hidrógeno y helio) y polvo interestelar.

• Pueden ser regiones en las que se forman estrellas (nebulosas de emisión o reflexión).
• Pueden ser el resultado de la explosión de estrellas en su etapa final. En este último caso, se denominan nebulosas planetarias.

Los Cúmulos Estelares

Son agrupaciones de estrellas unidas gravitacionalmente:

• Cúmulos Abiertos: No son demasiado compactos y las estrellas pueden distinguirse individualmente. Suelen encontrarse en los brazos galácticos.
• Cúmulos Globulares: Son agrupaciones muy compactas de estrellas, de modo que resulta difícil distinguirlas individualmente. Suelen estar en el halo galáctico.

El Sistema Solar y sus Características

Se denomina Sistema Solar al conjunto de planetas, planetas enanos, satélites, asteroides y cometas que orbitan de forma regular en torno al Sol.

Componentes Principales

• El Sol: Es una estrella mediana con una temperatura superficial de unos 5500 °C. En su núcleo se alcanzan unos 15 millones de grados. Está compuesto aproximadamente por 75% de hidrógeno, 25% de helio y un pequeño porcentaje de oxígeno, carbono y hierro.
• Planetas y Satélites: Los planetas orbitan alrededor del Sol en el plano orbital conocido como eclíptica, mientras que los satélites lo hacen alrededor de los planetas.
  • Planetas Rocosos (Interiores): Mercurio, Venus, Tierra y Marte.
  • Gigantes Gaseosos (Exteriores): Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
  • Planetas Enanos: Plutón, Ceres y Eris, entre otros.
• Cinturón de Asteroides: Lo forman fragmentos rocosos de tamaño variable, la mayoría de los cuales se mueven alrededor del Sol, entre las órbitas de Marte y Júpiter.
• Cinturón de Kuiper: Situado más allá de Neptuno, contiene cuerpos helados.
• Nube de Oort: Envuelve esféricamente al Sistema Solar, marcando su límite exterior.

Movimientos Planetarios

Movimiento de Traslación

Los planetas giran alrededor del Sol en sentido contrario a las agujas del reloj (antihorario). El tiempo que tardan en completar una órbita define el año.

Movimiento de Rotación

La mayoría de los planetas giran sobre sí mismos alrededor de un eje casi perpendicular al plano de su órbita (excepto Urano y Plutón). Este movimiento tiene sentido antihorario. El tiempo que un planeta tarda en girar sobre sí mismo es un día.