Universo en Movimiento: Desde el Big Bang hasta los Exoplanetas

El Universo en Movimiento

Todo está en constante movimiento. Los satélites giran alrededor de los planetas y estos alrededor de las estrellas.

La Fuerza de la Gravedad

La ley de la gravedad dice que los cuerpos se atraen, tanto más cuanto más próximos estén y mayor sea su masa.

• Newton: La fuerza de la gravedad curva su trayectoria y le hace caer.
• Einstein: Las grandes masas actúan sobre el espacio a su alrededor, deformándolo.

Los Agujeros Negros

Concentración de altísima densidad. Sabemos que existen por la radiación emitida por la materia al acelerar. Vía Láctea - Sagitario A. Cuantos más cuerpos caigan en él, mayor será su masa y, por tanto, su atracción gravitatoria se incrementará.

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La Confirmación del Big Bang

Trabajando con el nuevo tipo de antenas, descubrieron que a todos los puntos del universo llegaba una radiación muy débil. Procedía de todos los puntos del universo, era muy débil, debía tratarse de algo muy lejano: la radiación cósmica de fondo. Esta radiación era el eco del Big Bang.

El Big Bang y la Historia del Universo

1. La Etapa de Inflación

El universo se expande creciendo a enorme velocidad. La temperatura es de 10²⁷ grados.

2. Formación de la Materia

Se hinchaba, estaba formado por partículas subatómicas bañadas en cantidades inmensas de energía: fotones. Al enfriarse, se formaron neutrones y protones en los aceleradores de partículas, donde protones y electrones se aceleran hasta alcanzar velocidades cercanas a la de la luz.

3. Los Primeros Átomos

Unos 300.000 años después del Big Bang, se formaron Hidrógeno (H) y Helio (He).

4. El Encendido del Universo

Las partículas cargadas (protones y electrones) interfieren con los fotones, pero al combinarse entre ellas para formar átomos, la luz pudo viajar libremente por el espacio recién creado. El universo se hizo transparente y surgió la radiación cósmica de fondo.

5. La Formación de Estrellas y Galaxias

Unos 400 millones de años tras el Big Bang, zonas del espacio ligeramente más densas se convirtieron en centros de atracción gravitacional. En torno a ellos se reunió materia, formando nebulosas, planetas y estrellas y, poco después, las primeras galaxias.

6. La Energía Oscura

Actúa contra la atracción gravitatoria.

Descubrimiento de los Exoplanetas

En 1995, se descubrió el primer planeta en órbita alrededor de una estrella distinta del Sol. Exoplaneta - planetas extrasolares. La mayoría de los exoplanetas detectados son planetas gigantes, denominados supertierras, cuerpos con masas poco mayores que las de la Tierra. El avance tecnológico es necesario para detectarlos, pero llegará en unos pocos años. Con planetas gigantes muy próximos a la estrella, esos planetas no pudieron formarse a tan corta distancia, ya que la intensa radiación de la estrella los habría destruido. Se cree que han migrado desde órbitas lejanas, quizás estén a punto de caer sobre su estrella.

El Origen de los Elementos Químicos

Las estrellas son fábricas de nuevos elementos químicos. Estrellas mayores que el Sol producen carbono, silicio, aluminio (Al) y hierro. El resto de los elementos químicos se origina en las explosiones de las supernovas. El carbono de tu piel o el calcio de tus huesos fueron fabricados también en núcleos de antiguas estrellas. El hidrógeno (H) es el elemento más abundante de la Tierra. El hierro es el último elemento estable que se forma en una estrella. No hay energía saliendo de él, la gravedad actúa y billones de toneladas de materia de la estrella caen miles de kilómetros hacia su núcleo. La energía producida en esta fusión causa una violenta explosión que lanza al espacio casi toda la masa de la estrella con los elementos sintetizados.

El Origen del Sistema Solar

El origen del Sol, hace 4.570 millones de años en un brazo de una galaxia espiral, una nube de gas y polvo comenzó a contraerse. Unos pocos millones de años más, esta nebulosa se había transformado en una estrella (nuestro Sol) y sus planetas. Los cometas, restos lejanos de la nebulosa inicial. En la misión Stardust, un satélite recuperó granos de cometas, en ellos y también en meteoritos, se han analizado minerales con una composición muy distinta a la del Sol o los planetas. Tienen elementos que se formaron en supernovas y no en el Sol.

El Colapso de la Nebulosa y la Explosión de una Supernova Cercana

1. Explota una supernova.
2. La explosión de la supernova genera una onda de choque.
3. La onda de choque se acerca a la nebulosa.
4. La onda de choque de esta explosión comprime la nebulosa, que colapsa.
5. En el centro de la nebulosa, las partículas están más cerca y, por tanto, hay más choques (se calienta). A partir de temperaturas de unos 10 millones de grados, los núcleos de hidrógeno (H) se mueven a una alta velocidad y pueden fusionarse fabricando helio (He) y liberando energía. Ha nacido una estrella: nuestro Sol.

Formación de los Planetas

1. Hace 4.570 millones de años, la nebulosa se comprime, colapsa y se transforma en un disco.
2. El disco está más caliente en el centro porque hay más partículas allí. Los elementos más ligeros emigran hacia la parte exterior.
3. En cada zona del disco comienza a crecer un planeta atrayendo la materia cercana. Primero se forman los planetas de fuera.
4. En las zonas internas del disco se forman cuerpos pequeños que chocan dando origen a los planetas. Este proceso duró 10 millones de años.
5. Con el material sobrante de la construcción de los planetas se formaron los 166 satélites conocidos, excepto la Luna, que es otro caso.

No todos los planetas son iguales: los planetas exteriores (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) gigantes, se formaron sobre todo a partir de gas. Los interiores (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) terrestres, se originaron a partir de material sólido: roca y metal. Júpiter y Saturno son, sobre todo, Hidrógeno (H) y Helio (He), y en Urano y Neptuno predomina el agua con amoníaco y metano disueltos.

Orden: Mercurio, Venus, Tierra más Luna, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno, Plutón y Eris.

Condiciones para la Vida en los Planetas

1. La distancia del planeta a la estrella: no permite la existencia de agua en estado líquido.
2. Gravedad suficiente en el planeta: la de Marte no vale.
3. Núcleo metálico fundido: al girar, genera un campo magnético que protege el planeta de las radiaciones X y gamma de la estrella.
4. Satélite grande (Luna): la inclinación del eje de rotación, provocando grandes cambios en el clima.
5. El tiempo de vida de la estrella. Las muy grandes viven mucho menos tiempo que las más pequeñas.
6. La existencia de los planetas gigantes cercanos, con intensa atracción gravitatoria, pueden desviar asteroides y protegerlos.
7. Situación dentro de la Vía Láctea.