El Universo: Desde el Eco del Big Bang hasta su Destino Final
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El Eco del Big Bang: La Radiación Cósmica de Fondo
La expansión del universo ha provocado que los fotones de la radiación luminosa inicial se hayan ido enfriando hasta alcanzar la temperatura actual. Esto lleva consigo la disminución de la intensidad de la radiación y, por tanto, el aumento de su longitud de ondas hasta las frecuencias de las microondas. Se denomina radiación cósmica de fondo de microondas (CMB).
Formación de las Primeras Estructuras: Galaxias
La materia se organizó en átomos de hidrógeno, helio y litio, que formaron una inmensa nebulosa primordial a partir de la cual se formaron las galaxias por un mecanismo de inestabilidad gravitatoria. Posiblemente, la fuerza de la gravedad actuó sobre las fluctuaciones o irregularidades iniciales en la densidad y temperatura de la materia, generadas durante la inflación del universo, haciendo que la materia de esta nebulosa primordial se desgajara en forma de filamentos y grumos. Estas formaciones fueron el origen de estructuras a gran escala: las galaxias se reúnen en cúmulos, supercúmulos y filamentos, que le dan a nuestro universo un aspecto burbujeante y esponjoso.
Materia Oscura: El Andamiaje Invisible
Las galaxias y toda la materia visible (bariónica) del universo solo representan aproximadamente el 4% de la densidad de materia-energía total, por lo que es posible que las regiones intergalácticas no estén tan vacías. Los astrónomos suponen que pueden estar llenas de un tipo de materia llamada materia oscura. Su naturaleza aún es desconocida porque no emite ni absorbe radiación electromagnética, lo que impide detectarla directamente. Su existencia solo puede ser puesta en evidencia indirectamente por sus efectos gravitacionales sobre las galaxias y otras estructuras. La materia oscura forma una red invisible que sirve como una especie de esqueleto cósmico en el que se engarzan los racimos de galaxias y toda la materia ordinaria que podemos ver.
Energía Oscura: La Expansión Acelerada
La energía oscura actúa como fuerza repulsiva en contra de la gravedad y se asemeja a la constante cosmológica. La energía oscura, de naturaleza desconocida, representa aproximadamente el 74% de la materia-energía total del universo.
Estructuras del Universo: Distancias y Escalas
Tal vez sea por la acción de la materia oscura, o por alguna razón que aún se desconoce, las más de 100 000 millones de galaxias que componen el universo tienden a reunirse en enjambres, llamados cúmulos. Estos se agrupan en supercúmulos que, a su vez, se disponen en filamentos, como enormes murallas cósmicas. El universo tiene un aspecto esponjoso y burbujeante donde los racimos de galaxias se disponen como filamentos en las paredes de las burbujas, engarzadas en una especie de esqueleto cósmico formado por la materia oscura.
Las Galaxias: Islas Cósmicas
Las galaxias son enormes acumulaciones de materia en forma de polvo cósmico, nebulosas y estrellas, algunas de las cuales poseen sistemas planetarios. Todos estos componentes galácticos se mantienen unidos entre sí por las potentes fuerzas de atracción de la gravedad que se generan entre sus grandes masas. En las galaxias, el espacio entre las estrellas no está vacío, ya que contiene el medio interestelar, formado por una mezcla de gases y polvo cósmico; además, posee una pequeña fracción de compuestos orgánicos sintetizados mediante un conjunto de reacciones químicas que convierten al medio interestelar en un verdadero laboratorio cósmico.
La Vía Láctea: Nuestro Hogar Galáctico
La Vía Láctea es una galaxia espiral que contiene nebulosas, polvo cósmico y entre 100 000 y 300 000 millones de estrellas. En uno de cuyos brazos se encuentra el Sol, la Tierra y los demás planetas del sistema solar, donde nos encontramos nosotros, a unos 30 000 años-luz de su centro.
El Futuro del Universo
Los cosmólogos creían que el futuro del universo dependía de la densidad de su masa-energía y admitían dos posibles destinos: el Big Chill y el Big Crunch. Pero el descubrimiento reciente de la energía oscura, responsable de la aceleración de la expansión, ha planteado otro escenario posible para el destino futuro del universo: el Big Rip.
Big Chill: El Gran Enfriamiento
Un universo abierto donde la materia-energía es insuficiente y no se alcanza la densidad crítica para que la fuerza de la gravedad frene la expansión.
Big Crunch: La Gran Contracción
Un universo cerrado donde la cantidad de materia-energía resulta suficiente para superar la densidad crítica y generar una atracción gravitatoria tan fuerte que frene la expansión y comience el proceso inverso, la gran contracción, hasta alcanzar el punto de singularidad inicial.
Big Rip: El Gran Desgarramiento
Un universo próximo a la densidad crítica, pero donde la fuerza repulsiva de una enloquecida energía oscura superaría a la fuerza de la gravedad.