Exploración del Cosmos: del Big Bang a las Galaxias

Conocimiento del Mundo: Sobrenatural, Lógico y Científico

Sobrenatural

Se basaban en la existencia de uno o varios dioses que gobernaban el funcionamiento del mundo. Se desarrollaron diferentes ritos que pretendían, mediante ofrendas a dioses representantes de las distintas fuerzas naturales, influir en los fenómenos naturales. Ya en la antigüedad, observaron que los ritos casi nunca funcionaban y pensaron que la naturaleza tenía que estar regida por las leyes de la física y la química.

Lógico

Basado en la observación de los fenómenos naturales, la ordenación de las observaciones y la elaboración de hipótesis que explicaban el fenómeno estudiado. Presentaba un fallo de base: nunca demostraban las hipótesis planteadas, hecho que solo se corrigió con la aparición del método científico y de la Ciencia.

Científico

Surge como un intento de descubrir el orden subyacente a la naturaleza y, actualmente, el término es usado como sinónimo de verdadero todo aquello que puede ser demostrado que es falso. Si no puede ser demostrado, nunca será entendido como algo científico.

Características del Método Científico

La Ciencia utiliza el método científico para demostrar la falsedad de algo. Este se basa en la realización de una serie de pasos a través de los cuales se estudia un fenómeno o hecho concreto:

• Recolección de datos (mediante observación o a través de la experimentación).
• Planteamiento de una hipótesis.
• Demostración o rechazo de la hipótesis planteada.

Las Distancias en el Universo y su Medida

Unidad Astronómica (UA)

Es la distancia media entre la Tierra y el Sol. Equivale a 149.600.000 km, aunque esta cifra suele redondearse a 150.000.000 km.

Año Luz (al)

Es la distancia que recorre la luz en un año, propagándose a la velocidad de 300.000 km cada segundo (unos nueve billones y medio de km).

Pársec

Se utiliza para medir grandes distancias estelares, y cada pársec equivale a 3,26 años luz. Se utilizan también múltiplos del pársec, como el Megapársec (un millón de pársecs).

Las distancias planetarias suelen expresarse en UA, mientras que las dimensiones galácticas o las distancias a otras galaxias u objetos lejanos del universo se expresan en años luz, pársecs y megapársecs.

Teoría del Big Bang

Esta teoría plantea que al principio se encontraba toda la materia y energía del universo en un solo punto, hasta que se produjo la explosión. Tras la explosión, el universo se va enfriando y se van formando partículas materiales que cada vez son más complejas. Después de esta gran explosión, en el universo ocurren dos fuerzas:

• La presión de la radiación (tiende a expandir el universo).
• La fuerza de gravedad (tiende a frenar la expansión).

El Futuro del Universo: Big Chill y Big Crunch

Big Chill

Es un Universo abierto donde la materia-energía es insuficiente y no se alcanza la densidad crítica, la cual es necesaria para que la fuerza de la gravedad frene dicha expansión. Debido a estas características, el espacio se expandiría indefinidamente, aunque a un ritmo lento debido a la fuerza de la gravedad. Por ello, el Universo estaría condenado a una muerte lenta y fría en medio de la materia oscura.

Big Crunch

Este modelo se basa en un Universo cerrado donde la cantidad de materia-energía es suficiente para superar la densidad crítica y generar una atracción gravitatoria tan fuerte que frene la expansión y dé comienzo al proceso inverso, la Gran Contracción, hasta alcanzar un punto inicial.

Las Galaxias

Son acumulaciones enormes de estrellas, gases y polvo. Hay centenares de miles de millones de galaxias. Cada una puede estar formada por centenares de miles de millones de estrellas y otros astros. En el centro de las galaxias es donde se concentran más estrellas. Se mueven a causa de la atracción de las otras debido a la fuerza de la gravedad. En general, hay, además, un movimiento mucho más amplio que hace que todo junto gire alrededor del centro.

Las Nebulosas

Son estructuras de gas y polvo interestelar. Según sean más o menos densas, son visibles, o no, desde la Tierra. Se pueden encontrar en cualquier lugar del espacio. Antes del telescopio, el término nebulosa se aplicaba a todos los objetos celestes de apariencia difusa; ahora sabemos que son cúmulos de estrellas o galaxias. Se les llamaba nebulosas. Dependiendo de la edad de las estrellas asociadas, se pueden clasificar en dos grandes grupos:

• Asociadas a estrellas evolucionadas.
• Asociadas a estrellas muy jóvenes.

Si se atiende al proceso que origina la luz que emiten, las nebulosas se pueden clasificar en:

• Las nebulosas de emisión.
• Las nebulosas de reflexión.

Las Estrellas

Son masas de gases, principalmente hidrógeno y helio, que emiten luz. Se encuentran a temperaturas muy elevadas. En su interior hay reacciones nucleares. El Sol es una estrella que tenemos muy, muy cerca. Vemos las demás estrellas como puntos luminosos muy pequeños, y solo de noche, porque están a enormes distancias de nosotros. Las estrellas del Universo parecen estar fijas, manteniendo siempre la misma posición relativa en los cielos, año tras año. Pero no es así; en realidad, todas esas estrellas están en rápido movimiento, aunque a distancias tan grandes que sus cambios de posición se perciben solo a través de los siglos.

Elementos del Sistema Solar

• Sol

  Una estrella de tipo espectral G2. Con un diámetro de 1.400.000 km, se compone de un 75% de hidrógeno, un 20% de helio y el 5% de oxígeno, carbono, hierro y otros elementos.

• Planetas

  Divididos en planetas interiores y planetas exteriores o gigantes. Entre estos últimos, Júpiter y Saturno se denominan gigantes gaseosos, mientras que Urano y Neptuno suelen nombrarse como gigantes helados. Plutón está clasificado como planeta enano porque no reúne las características para ser considerado un planeta.

• Planetas Enanos

  Se trata de cuerpos cuya masa les permite tener forma esférica, pero no es la suficiente para haber atraído o expulsado a todos los cuerpos a su alrededor. Cuerpos como Plutón, Ceres, Makemake y Eris están dentro de esta categoría.

• Satélites

  Cuerpos mayores orbitando los planetas, algunos de gran tamaño, como la Luna, en la Tierra, Ganímedes, en Júpiter, o Titán, en Saturno.

• Asteroides

  Cuerpos menores concentrados mayoritariamente en el cinturón de asteroides, entre las órbitas de Marte y Júpiter, y otra más allá de Neptuno.

• Objetos del Cinturón de Kuiper

  Objetos helados exteriores en órbitas estables, los mayores de los cuales serían Sedna y Quaoar.

• Cometas

  Objetos helados pequeños provenientes de la Nube de Oort.

Modelo Geocéntrico

Desarrollado por Tolomeo, un modelo geocéntrico donde la Tierra se sitúa en el centro del universo, rodeada por esferas que transportan al Sol, la Luna, los 5 planetas que entonces se conocían y las denominadas "estrellas fijas", que se situaban en la última esfera, formando la bóveda celeste.

Modelo Heliocéntrico

Es planteado por Aristarco de Samos y desarrollado por Copérnico, Kepler y Galileo, situando al Sol en el centro del universo.

La Formación del Sistema Solar

Nuestro Sistema Solar se formó, según la teoría de la acreción, a partir de la explosión de una supernova, hace unos 5.000 millones de años. La onda expansiva generada por esta gran explosión pudo compactar una inmensa nebulosa que comenzó a girar y se transformó en un gigantesco disco. El centro del disco se contrajo hasta formar una bola de gas (principalmente hidrógeno y helio) que se fue compactando y calentando cada vez más, hasta alcanzar temperaturas tan elevadas que permitieron el comienzo de reacciones nucleares en su interior. Las regiones periféricas del disco se desgajaron y formaron turbulentos remolinos que atraparon el polvo cósmico, los gases, el hielo y las partículas rocosas. En ellos, y tras sucesivas colisiones, se fueron formando partículas mayores (planetesimales), hasta que en cada región del disco comenzó a dominar un solo gran protoplaneta que cada vez aumentaba su tamaño al ir “barriendo” los fragmentos más pequeños que encontraba en su órbita al ir chocando con ellos. La aglomeración de estos cuerpos, mediante impactos sucesivos, permitió más tarde la aparición de planetas, satélites y demás cuerpos astrales, que capturaron gases del disco para formar sus atmósferas gaseosas.

Características de los Planetas

Mercurio

Mercurio es el planeta más cercano al Sol y puede alcanzar más de 426 °C. Solo un poco más grande que la Luna de la Tierra, es el planeta más pequeño del sistema solar.

Venus

El segundo planeta desde el Sol, Venus, es ligeramente más pequeño que la Tierra. La superficie, llena de cráteres, alcanza temperaturas de 482 °C. Tiene una atmósfera espesa de ácido sulfúrico y dióxido de carbono.

Tierra

La Tierra, el tercer planeta desde el Sol y el planeta terrestre más grande, es el único planeta conocido que alberga seres vivos y el único con agua líquida en su superficie. La atmósfera, compuesta principalmente de nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono, es crucial para la capacidad de la Tierra de sustentar la vida. La superficie de la Tierra es principalmente agua, pero con grandes masas de tierra y una variedad sorprendente de diferentes ecosistemas.

Marte

Es el cuarto planeta, también llamado el Planeta Rojo. Su superficie se caracteriza por tormentas de polvo, grandes volcanes y profundos valles. El color rojo de la superficie proviene del óxido de hierro. Rasgos en la superficie de Marte, como lechos de ríos secos, insinúan la existencia de agua anteriormente en el planeta. El planeta es relativamente frío, con temperaturas superficiales que van desde -77 hasta 0 °C.

Júpiter

Es el quinto planeta y el más grande de nuestro sistema solar, el primero de los planetas gaseosos gigantes. Está compuesto principalmente de hidrógeno y helio. Júpiter tiene 63 lunas y un sistema de anillos débil.

Saturno

El sexto planeta. Tiene 62 lunas en su órbita. El interior de Saturno, como Júpiter, se compone principalmente de hidrógeno y helio en estado líquido a causa de la fuerte presión.

Urano

El séptimo planeta. Aunque la mayoría de los planetas giran sobre su eje con una ligera inclinación, el gigante gaseoso Urano gira sobre un plano con la órbita del Sol. Este planeta frío está hecho de una atmósfera de metano con un núcleo denso de metano congelado. Urano tiene un sistema de anillos débil y 27 lunas en su órbita.

Neptuno

El octavo planeta. El planeta azul es el más alejado del Sol, un lugar muy frío. Debido a su distancia del Sol. La gran cantidad de metano en la atmósfera da al planeta su color azul, y el interior frío del planeta es principalmente hielo de metano. Trece lunas y un débil sistema de anillos orbitan alrededor del planeta.