Origen y Evolución del Universo: Big Bang, Supercuerdas y Teorías del Fin

Origen del Universo

Teoría del Big Bang

Propuesta por Lemaître (1927) y desarrollada por Gamow (1948). Toda la materia, espacio y energía estuvieron concentrados en un mismo punto (huevo cósmico). La inestabilidad generada provocó una gran explosión inicial, dando comienzo a la expansión del universo. Al enfriarse progresivamente, las partículas elementales pudieron unirse mediante fuerzas electromagnéticas y nucleares para formar átomos. Así aparecieron la materia, el espacio y el tiempo. Conforme el universo se expandía y enfriaba, la materia diseminada se condensó, dando lugar a las estructuras astronómicas.

Teoría de las Supercuerdas

Postula la existencia de entidades microscópicas que vibran (cuerdas), siendo vínculos de energía localizados en la esencia de la materia y en espacios de dimensiones superiores a las cuatro conocidas (espacio y tiempo).

Evolución del Universo

Teoría del Big Crunch

El universo seguirá expandiéndose cada vez con mayor lentitud hasta que la atracción gravitatoria de las galaxias invierta el proceso. Las galaxias comenzarían a acercarse entre sí, primero lentamente y luego cada vez más rápido, hasta llegar a la situación inicial antes de la explosión. Sería el fin del universo.

Teoría del Big Rip

Las galaxias se separarán cada vez más rápido debido a la existencia de la energía oscura, de naturaleza desconocida y que actúa en contra de la gravedad. Con el tiempo, las galaxias, estrellas y átomos podrían desmembrarse, alcanzando el fin del universo.

La Energía del Universo

La teoría de la relatividad valida la teoría del Big Bang, permitiendo explicar fenómenos a escala cosmológica (espacio y tiempo). La mecánica cuántica predice los fenómenos a escala microscópica (fuerzas en los núcleos de los átomos). Ambas teorías son ampliamente aceptadas, pero se sabe que no pueden ser completamente correctas, ya que hay puntos en los que entran en conflicto. Científicos como S. Hawking trabajan en una nueva teoría que unifique ambas, permitiendo predecir mejor el comportamiento de las partículas microscópicas y del universo en su conjunto. Esta teoría unificadora pretende demostrar que las cuatro fuerzas fundamentales (gravitatoria, electromagnética, nuclear débil y nuclear fuerte) son manifestaciones de una misma fuerza.

El Universo Observable

El universo es mayormente vacío, con miles de millones de galaxias flotando en él. Cada galaxia contiene millones de estrellas, planetas y nebulosas (nubes de gas y polvo). Químicamente, el universo está constituido por un 75% de hidrógeno, un 20% de helio y un 5% del resto de elementos químicos. Representa aproximadamente el 10% de la materia total del universo.

La Materia Oscura

Se ha constatado que el gas y el polvo del universo están sujetos a atracciones gravitacionales mucho mayores que las causadas por la materia detectada. Se supone que el 90% restante de la materia tiene una composición y propiedades desconocidas, y como no emite radiación, se le denomina materia oscura.

Galaxias

Grandes grupos de estrellas, gas y polvo. Se diferencian por sus formas (espirales, elípticas e irregulares), tamaños y la cantidad de estrellas que contienen.

Cúmulos de Galaxias

Grupos de galaxias. Las galaxias elípticas se encuentran en el centro, mientras que las irregulares y espirales se disponen alrededor de estas. La Vía Láctea (galaxia a la que pertenece el sistema solar) forma parte del cúmulo denominado Grupo Local, compuesto por tres galaxias espirales (Vía Láctea, Andrómeda y M33) y unas treinta galaxias más pequeñas.

Nebulosas

Grandes nubes de gases y polvo, con formas diversas. Se distinguen varios tipos:

• Nebulosas de emisión: Emiten radiaciones electromagnéticas y se cree que están relacionadas con la formación de nuevas estrellas.
• Nebulosas de reflexión: Iluminadas por estrellas cercanas, no emiten energía propia.
• Nebulosas planetarias: Originadas por algunas estrellas poco masivas al final de su ciclo de vida.
• Supernovas: Resultado de las grandes explosiones al final del ciclo de vida de estrellas muy masivas.