Origen del Universo y del Sistema Solar: Formación de la Tierra, la Luna y las Estrellas

1. Nacimiento de la Tierra y la Luna

Tierra

La formación de la Tierra se divide en tres etapas:

• Formación del protoplaneta terrestre: surgió a partir de la acreción de partículas en un medio de uniones y colisiones. Con el tiempo, los materiales aumentaron de temperatura y se dividieron en gases o materiales semifundidos. Por la diferencia de densidades, los gases se desplazaron al exterior y los materiales más densos al centro. Este proceso, llamado desgasificación del planeta, dio origen a la atmósfera primitiva.
• Enfriamiento de la superficie y formación de los océanos: como consecuencia del barrido de órbita, las uniones y colisiones disminuyeron, y la temperatura también. Como resultado, el vapor de la atmósfera pasó a estado líquido y se formaron los océanos.

Luna

Existen varias hipótesis sobre su origen:

• Hipótesis gemela: se formó al mismo tiempo y de manera similar a la Tierra, en la misma zona orbital. No justifica que la Luna tenga miles de millones de años ni que sus densidades sean diferentes.
• Hipótesis adoptada (de captura): se formaron al mismo tiempo, pero en distinta zona orbital y mediante un proceso diferente. No justifica la edad de la Luna ni la diferencia de densidades.
• Hipótesis del impacto (gigante): la Luna es consecuencia del choque entre un gran cuerpo celeste y la Tierra. Tras el impacto, el cuerpo celeste y los restos del golpe orbitaron alrededor de la Tierra, originando la Luna. El núcleo correspondía al cuerpo celeste, y la corteza y el manto, a los restos.

2. Unidades de medida

• UA (Unidad Astronómica): sirve para medir la distancia de la Tierra al Sol. 1 UA = 150 000 000 km.
• Año luz: distancia que recorre la luz en un año (velocidad de la luz = 300 000 km/s).

3. Formación del sistema solar

Características

• Los planetas giran en sentido antihorario alrededor del Sol.
• Las órbitas de los planetas son elipses de poca excentricidad (relación entre el eje mayor y el menor de la elipse).
• Las órbitas de todos los planetas están en un mismo plano, la eclíptica, que coincide con el plano ecuatorial del Sol.
• Planetas interiores: pequeños y densos. Planetas exteriores: grandes y ligeros.
• Todos los cuerpos celestes rocosos tienen muchos cráteres de impacto.

Teoría planetesimal

1. Nebulosa inicial: hace unos 4 600 000 000 años, todo el sistema solar tuvo un origen común; en esa etapa se encontraba en una nebulosa giratoria de gas y polvo, de dimensiones mayores que el sistema solar actual.
2. Colapso gravitatorio: las partículas se fueron agrupando en el centro de la nebulosa y se produjo una contracción que originó dos partes diferenciadas: una masa central y un disco giratorio.
3. Formación del protosol: las colisiones de las partículas del centro generaron calor. Comenzaron las reacciones entre el hidrógeno y el helio; este proceso se considera el nacimiento de una estrella.
4. Formación de planetesimales: proceso de agrupación de partículas del disco giratorio.
5. Formación de protoplanetas: proceso de unión y colisión de planetesimales que originó cuerpos celestes de gran masa.
6. Barrido de órbita: mediante colisiones y uniones de planetesimales.

4. El origen de todo

El universo se expande continua y aceleradamente.

Teoría del Big Bang

Etapas:

• Tiempo 0: toda la materia del universo actual se concentraba en un pequeño punto inicial de densidad casi infinita.
• Inflación: gran expansión de la materia del punto inicial. La materia inicial no es la misma que forma el universo actual, sino que eran partículas subatómicas que, más tarde, darían lugar a la formación de los primeros elementos y de las primeras radiaciones electromagnéticas.
• Síntesis primordial de H y He.
• Formación de galaxias.
• Formación de elementos pesados.

5. La vida de las estrellas

La vida de las estrellas depende de su masa (a más masa, menos vida). La vida media de una estrella mediana (como el Sol) es de unos 10 000 millones de años.

Etapas finales de la vida de las estrellas

• Agotamiento del hidrógeno: aumenta el tamaño de la estrella hasta convertirse en una gigante roja.
• Agotamiento del helio: en las estrellas poco masivas, disminuye el tamaño hasta convertirse en una enana blanca, que no emite luz ni calor. En cambio, si es muy masiva, se genera una supernova (gran explosión que emite mucha luz) y concluye con la formación de un agujero negro.

Agujero negro: compresión de la materia de una estrella en un punto muy pequeño y con gran masa. Su densidad es casi infinita y su gravedad muy grande.

Nebulosa: masa giratoria de polvo y gas a partir de la cual se forman las estrellas.

Materia oscura: materia no visible, de naturaleza indefinida, con determinada masa y, por tanto, con gravedad.

6. El sistema solar

Conjunto de cuerpos celestes que orbitan alrededor del Sol.

Composición

• Sol: la estrella del sistema solar.
• Planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
• Planetas enanos: Plutón, Ceres, Eris.
• Satélites.
• Cuerpos menores: asteroides y cometas.

Planeta: cuerpo celeste que orbita alrededor de una estrella y cumple con: tener masa suficientemente grande como para adoptar forma esférica, y haber despejado su órbita.

Tipos de planetas

• Interiores o terrestres: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Están más cerca del Sol, son de pequeño tamaño y rocosos.
• Exteriores o gigantes: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. A diferencia de los anteriores, están en estado líquido o gaseoso.