Fundamentos da Astrofísica: Zona de Habitabilidade, Astrobioloxía e o Big Bang

Zona de Habitabilidade

A zona de habitabilidade é unha rexión arredor dunha estrela onde podería atoparse auga en estado líquido nun planeta rochoso cuxa órbita se mantivese nesa zona. Esta rexión do espazo varía en función da cantidade de enerxía que emite a estrela e pode variar ao longo da súa vida. A zona de habitabilidade é máis ampla e inestable canto maior é o tamaño e a radiación que emite a estrela. Estar nesta zona do espazo arredor dunha estrela é unha condición fundamental para a existencia de vida tal e como a coñecemos, pero, como xa vimos, non é a única. No Sistema Solar, Venus, a Terra e Marte están na zona de habitabilidade; non obstante, só na Terra hai seres vivos.

Astrobioloxía

A astrobioloxía é unha ciencia multidisciplinaria que estuda a orixe, evolución e distribución da vida no universo. A busca de vida no universo baséase nas características da vida na Terra, xa que é o único lugar do universo no que sabemos que hai seres vivos. Esta ciencia céntrase en buscar o que se coñece como biotrazadores, que son os rastros recoñecibles da existencia de vida nun planeta. Buscar estes biotrazadores require analizar cales son os límites da vida na Terra, é dicir, cales son as circunstancias extremas nas que se desenvolven os seres vivos no noso planeta. Estes estudos revelaron a existencia de bacterias como o Deinococcus radiodurans, que é resistente á radiación; o Pyrococcus furiosus, que crece a 100 °C; ou a Shewanella benthica, que vive na Fosa das Marianas a unha presión máis de 1000 veces superior á do nivel do mar.

Teoría do Big Bang

A Teoría do Big Bang postula que hai aproximadamente 13.700 millóns de anos sucedeu unha explosión dun punto extremadamente denso, quente e pequeno onde se concentraba toda a materia e enerxía existente. Esta teoría describe a evolución do universo a través de varias etapas clave:

• O Primeiro Instante

  Un período que durou aproximadamente 10^-43 segundos, no que as catro forzas fundamentais da natureza (gravidade, forza nuclear forte, forza nuclear débil e forza electromagnética) estaban unificadas.

• O Nacemento dos Átomos

  O universo comezou a arrefriar, permitindo a formación das primeiras partículas subatómicas. Co tempo, estas partículas combináronse para crear ións e, finalmente, os primeiros átomos. Durante este proceso, o universo pasou de ser un plasma opaco a ser transparente, permitindo que a luz viaxase libremente.

• A Era das Estrelas

  Pasou moito tempo para que a forza de gravidade agrupase os suficientes átomos e se formasen as primeiras estrelas. Con ese mesmo proceso, foronse creando as primeiras galaxias e cúmulos de galaxias.

• O Universo da Nosa Era

  Durante os últimos 13.000 millóns de anos, o universo continuou a expandirse. Neste período, naceron e morreron innumerables planetas e estrelas, e as estruturas cósmicas evolucionaron ata o que observamos hoxe.

• O Futuro do Universo

  O universo continúa a expandirse e, segundo algunhas teorías, esta expansión podería ser infinita. As galaxias estarán cada vez máis lonxe unhas das outras e, dentro de moito tempo, serán inlocalizables polas grandes distancias que as separarán, resultando nun universo frío e escuro.

Probas do Big Bang

As principais evidencias que apoian a Teoría do Big Bang son:

• A Expansión do Universo

  Foi observada por Edwin Hubble en 1929. Os seus estudos demostraron que as galaxias se separaban unhas doutras e que estas o facían a maior velocidade canto máis afastadas estaban, o que suxire que o universo está en constante expansión desde un punto inicial.

• A Radiación de Fondo Cósmico de Microondas (CMB)

  Existe unha radiación que provén de todas as direccións do espazo e cuxa intensidade é a mesma. Foi detectada en 1964 por Arno Penzias e Robert Wilson. Esta radiación teríase orixinado como consecuencia do Big Bang e teríase esparexido de forma máis ou menos uniforme polo universo durante a súa expansión. As medicións de Penzias e Wilson foron confirmadas nos anos 90 do século XX polo satélite COBE da NASA.

• A Composición do Universo

  Aproximadamente, o 98% da materia do universo é hidróxeno e helio. O resto de elementos formáronse nas reaccións que se producen no núcleo das estrelas. A composición do universo coincide coa esperada nunha situación na que a materia tivese arrefriado tal e como explica a Teoría do Big Bang.