LA
FORMACIÓN DEL UNIVERSO Y ORIGEN DE LA VIDA
EL
UNIVERSO
COMPOSICIÓN DEL UNIVERSO
Se considera que el universo está constituido
por un 7 % de energía oscura, un 23 % de materia oscura y un % de átomos que
componen la materia observable.
• La energía oscura es
similar a la energía gravitatoria, pero de sentido contrario, ya que provoca la
repulsión entre partículas. La existencia de la energía oscura se dedujo en
1998 al descubrirse que el universo se encontraba en expansión, en lugar frenarse
por acción de la gravedad.
• La materia oscura no
puede observarse debido a que no emite ni refleja suficiente radiación
electromagnética y su composición se desconoce. Su existencia se ha deducido al
saber que la masa de las galaxias era mucho mayor que la suma de la masa de
todas sus estrellas. Se piensa que solo podemos observar de modo La velocidad
de la luz La velocidad de la luz es muy alta. Si se consideran dos ciudades que
equidisten unos 500 km, como Madrid y Barcelona, en un segundo la luz podría ir
y volver, de una ciudad a otra, 300 veces. Composición del Universo 4 % Átomos
22 % Materia negra 74 % Energía negra El origen del universo y de la vida 1 7
Nebulosa. Vía Lactea. Galaxia. directo el % de la materia de una galaxia, ya
que el 90 % restante es materia oscura.
• Los átomos que
constituyen la materia observable son, básicamente, los átomos de hidrógeno (75
%) y los átomos de helio (25 %). El resto de los átomos (hierro, carbono,
nitrógeno, cobre, oxígeno, etc.) se encuentra en un porcentaje mínimo. Estos
últimos se originan en pequeñas cantidades al explotar las estrellas de gran
masa y se esparcen por el espacio. Por efecto de la fuerza gravitacional, una
parte de estos átomos puede condensarse formando un planeta, en el que los elementos
más pesados ocupan el centro; los intermedios, el manto y la corteza; y los más
ligeros, la atmósfera. Por eso se dice que los seres vivos somos polvo de
estrellas. Se calcula que en el universo hay un átomo por metro cúbico de
espacio vacío.
LA
TEORÍA DE LA RELATIVIDAD COMO INICIO DE LA COSMOLOGÍA MODERNA
La teoría de la relatividad se debe a Albert
Einstein (1879-1955). Este científico se planteó averiguar por qué el universo
se mantiene en equilibrio, pese al tiempo transcurrido, en vez de haberse
producido la compactación de los astros debido a la fuerza de la gravedad.
Einstein, sin realizar ningún experimento, llegó mediante cálculos matemáticos
a unas conclusiones que, años más tarde, han sido confirmadas por las
observaciones de los astrónomos. En el universo no se puede distinguir si un
cuerpo está en reposo absoluto o moviéndose con una velocidad constante.
Tampoco se puede distinguir entre un cuerpo en movimiento acelerado y otro que
esté sometido a un campo gravitatorio. Esto significa que en el universo es lo
mismo que una peonza gire o que sea el universo el que gire a su alrededor y la
peonza esté quieta. Las principales consecuencias de esta teoría son:
• El tiempo absoluto no
existe, ya que la duración de un suceso depende de la velocidad del sistema en
el que se realiza.
• El espacio y el tiempo
constituyen una misma realidad, denominada espacio-tiempo. Si la transmisión de
la luz fuese instantánea, podríamos observar la realidad del momento, pero como
tarda en llegar lo que percibimos no es lo que sucede ahora, sino lo que
sucedió en el pasado. De esto se deduce un universo de cuatro dimensiones,
siendo la cuarta el tiempo.
• La masa y la energía
son dos aspectos de una misma realidad física y una se puede convertir en la
otra según la fórmula: E = m · c2
Siendo E la energía, m
la masa y c la velocidad de la luz (300 000 km/s). La masa de un cuerpo aumenta
al aumentar su velocidad. A la velocidad de la luz, la masa de un cuerpo sería
infinita.
LA
TEORÍA DE LA GRAN EXPLOSIÓN (BIG BANG)
Según esta teoría, el
universo se originó a partir de una gran explosión que proyectó toda la energía
y la materia existentes. La elaboración de esta teoría la inició Einstein en
1917. Se partió de la hipótesis de que en el universo la distribución de la
materia era uniforme (universo homogéneo e isótropo) y que no cambiaba de forma
con el tiempo (universo en equilibrio). Para compensar el efecto de la
gravedad, Einstein introdujo en su modelo una fuerza igual, pero de sentido
contrario, a la que denominó constante cosmológica. En 1924, el matemático A.
Friedmann demostró que este modelo de universo no era posible, ya que con el
paso del tiempo debía hacerse más grande o más pequeño, por lo que la constante
cosmológica era innecesaria. A. Einstein estuvo de acuerdo con esta corrección.
En 1927, el astrónomo G.
E. El maître expuso la teoría de que las galaxias provienen de la explosión de
un núcleo inicial, llamado huevo cósmico o átomo primitivo. En 1929, el
astrónomo E. Hubble, al analizar el espectro de la luz que nos llega de las
galaxias, dedujo que todas ellas se alejan de nuestro planeta, es decir, que el
universo está en expansión. Entre 1948 y 1952, el físico G. Gamo coincidió con
la hipótesis del maître sobre el origen de las galaxias (fue el que propuso el
nombre de Big Bing), pero discrepaba en la idea de que los primeros átomos en
formarse fueran los pesados. Según Gamo, el huevo cósmico estaba constituido
por neutrones, que al descomponerse generaron protones y electrones, los cuales
se aglutinaron y formaron átomos de hidrógeno y de helio, a partir los cuales
se crearon los demás elementos. A la teoría del Big Bing se le hizo la crítica
de que, si a partir de las galaxias más alejadas se calculaba el tiempo
transcurrido, el resultado era de 2 000 millones de años, lo cual era absurdo,
ya que solamente la Tierra tiene más de 4 000 millones de años. Según los
cálculos realizados posteriormente, la gran explosión se produjo hace unos 13
700 millones de años.
TEORÍA
DEL ESTADO ESTACIONARIO O DE LA CREACIÓN CONTINUA
Esta teoría fue presentada entre 1948 y 1950
por los astrónomos H. Bondi, T. Gold y F. Hoyle. Según esta hipótesis, el
universo es uniforme en todo el espacio y no varía en el tiempo. Aunque el
universo se expande, su densidad se mantiene constante gracias a que
continuamente se está creando nueva materia. El debate entre los seguidores de
la teoría del Big Bing y los seguidores de la teoría del estado estacionario se
decantó hacia los primeros a partir de los siguientes descubrimientos: la
distribución de las radiofuentes celestes, los cuásares, la radiación de fondo
y la proporción de átomos de hidrógeno y helio.
Las
radiofuentes celestes: Son
galaxias o nebulosas que emiten ondas de radio. Se descubrieron al estudiarse
algunos problemas de radiocomunicación. Para detectarlas se utilizan
radiotelescopios: antenas de radio, generalmente parabólicas, de decenas de
metros de diámetro. En 1955, el astrónomo M. Ryle publicó el primer catálogo de
radiofuentes. En él se observa que las galaxias más próximas, por lo tanto, las
más jóvenes, emiten más radiaciones y que a partir de los 3 000 millones de
años luz de distancia se reduce mucho el número de radiofuentes. Lo anterior
indica que al principio y durante un periodo de tiempo no había radiofuentes.
Esto no contradice la teoría del Big Bing, pero sí la teoría del estado
estacionario.
Los
cuásares:
En 1960 se descubrieron radiofuentes que correspondían a puntos muy pequeños.
Posteriormente, en 1963, el astrónomo M. Schmidt comprobó que eran galaxias que
se encontraban a una distancia de entre 2 000 y 4 000 millones de años luz y
que se alejaban a una velocidad enorme (casi un tercio de la velocidad de la
luz). Según la teoría del Big Bing, se trataría de galaxias muy pequeñas y muy
brillantes que se formaron solo durante el período anteriormente indicado y
que, por lo tanto, constituyen un fenómeno transitorio. Este hecho también
contradice la idea de un universo que no varía con el tiempo.
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