Origen, Evolución y Destino del Universo: Teoría del Big Bang, Estrellas y el Futuro Cósmico

Origen y Evolución del Universo: La Teoría del Big Bang

4) Explica la teoría del Big Bang:

Según esta teoría, partículas elementales se unieron formando los primeros átomos. Debido a la atracción gravitatoria, estas partículas fueron agrupándose, formando estrellas, galaxias y el resto de las estructuras que existen en el universo. Los principales momentos son:

1. Tiempo 0: Toda la materia y la energía estarían acumuladas en un punto de densidad casi infinita.
2. Inflación: Se produce una gran explosión.
3. Síntesis primordial de hidrógeno y helio: A medida que el universo se expande, se forman los primeros átomos de H y He.
4. Primeras galaxias: Se forman las primeras galaxias con nebulosas y estrellas, compuestas principalmente de H y He.
5. Elementos pesados: Algunos elementos más pesados (como carbono, calcio, hierro, oxígeno) requirieron las condiciones extremas que se dan en las supernovas para su formación.

Evidencias que Soportan la Teoría del Big Bang

5) ¿Cuáles son las pruebas que confirman dicha teoría?

1. Corrimiento al rojo de las galaxias: Al analizar el espectro luminoso de las galaxias más lejanas, se observa que la luz se desplaza hacia el rojo, lo que indica que se están alejando de nosotros. Este fenómeno apoya la idea de un universo en expansión.
2. Radiación de fondo de microondas: Penzias y Wilson detectaron una radiación de fondo uniforme que parecía provenir de todas las direcciones. Esta radiación se interpreta como el eco del Big Bang.
3. Abundancia de elementos ligeros: La proporción de hidrógeno y helio en el universo (aproximadamente ¾ partes de hidrógeno y ¼ de helio) coincide con las predicciones de la teoría del Big Bang.

El Destino Final del Universo

7) Explica el final del universo en función de su densidad:

• Universo cerrado: Si la densidad del universo es mayor que una determinada cantidad, llamada densidad crítica, la gravedad frenaría la expansión y, a partir de un determinado momento, el proceso se invertiría hasta colapsar, originándose de nuevo un tiempo cero (Big Crunch).
• Universo abierto: Si la densidad es inferior a la crítica, el universo será abierto y su expansión indefinida se irá acelerando. Parece que esto es lo que está ocurriendo, según ciertos datos.
• Universo plano: Entre estas dos opciones anteriores existe otra que tendría la densidad crítica. El universo sería plano y su expansión sería constante.

Naturaleza y Composición de las Estrellas

8) Las estrellas: ¿cuál es su naturaleza y de qué elementos están compuestas?

El proceso de formación de una estrella comienza cuando las frías nubes de gas y polvo comienzan a rotar sobre sí mismas por efecto de la gravedad. Esto provoca que la mayor parte de la materia se concentre en un punto conocido como protoestrella. El aumento de choques entre las partículas hace que la temperatura en el núcleo de la protoestrella se eleve tanto que comience a brillar.

Ciclo de Vida de una Estrella

9) Explica la vida de una estrella:

La vida de una estrella depende de su masa:

• Estrella de masa media: Cuando agota su hidrógeno, comienza a consumir helio, incrementa su tamaño y se convierte en una gigante roja. Una vez agotado el helio, se encoge y se transforma en una enana blanca, de pequeño tamaño.
• Estrella de masa mayor: Consumirá su hidrógeno con mucha mayor rapidez, alcanzando temperaturas más elevadas que le proporcionarán gran luminosidad. Tras las fases de gigante roja, explota, en un evento denominado supernova, que emite enormes cantidades de luz y otras radiaciones, tras lo cual se apaga definitivamente.