Exploración del Universo: Desde el Big Bang hasta los Exoplanetas

El Universo: Origen y Evolución

Si las galaxias se están alejando unas de otras, es posible que en el pasado estuvieran más cerca y que, al principio, toda la materia estuviera concentrada en una zona muy pequeña.

El Big Bang

Los astrónomos descubrieron algo inusual en el espectro de la luz que nos llegaba desde las galaxias: las líneas de espectro que representaban diferentes elementos químicos no estaban colocadas en su sitio, sino que aparecían desplazadas. Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron que desde todos los puntos del universo llegaba una radiación muy débil. Como procedía de todos los puntos del universo, se la denominó cósmica y, como era muy débil, debía tratarse de algo muy lejano, por ello se le denominó radiación cósmica de fondo.

Componentes del Universo

Los Agujeros Negros

Son concentraciones de materia de altísima densidad, ya que cuantos más cuerpos caen en él, mayor es su masa y, por tanto, mayor será su atracción gravitatoria.

La Ley de la Gravitación

Dice que los cuerpos se atraen tanto más cuanto mayor sea su masa y más próximos estén.

Universo

Inmenso vacío en el que hay millones de cuerpos, algunos pueden verse a simple vista y otros que son invisibles al ojo humano, se observan con telescopios. Además, hay materia que no podemos observar: la materia oscura.

Materia Oscura

Las galaxias, con sus estrellas y planetas, constituyen solo un 10% de la materia total del universo; el 90% restante es materia cuya composición y propiedades desconocemos. Como no emite radiación, la llamamos materia oscura.

Formación del Sistema Solar

El Origen del Sol

Hace millones de años, una nube de gas y polvo comenzó a contraerse. Unos pocos millones de años después, esta nebulosa se había transformado en una estrella y sus planetas. Para responder a cómo se contrajo la nebulosa, es necesario localizar restos de la nebulosa inicial. Un satélite recuperó granos de cometas que tenían elementos que se formaron en supernovas y no en el Sol. La nebulosa de la que surgió el Sol fue contaminada por una supernova que explotó cerca de esta y provocó la contracción de la nebulosa que originó el sistema solar.

Planetas Externos

Hay diferencias: Júpiter y Saturno son, sobre todo, hidrógeno y helio, y en Urano y Neptuno predomina el agua con amoníaco y metano disueltos, pero los cuatro tienen núcleos de roca.

Planetas Interiores

Los planetas interiores terrestres se diferencian, sobre todo, por su masa. Los mayores tienen atmósfera porque su gravedad les permite retener gases; por igual razón, los más pequeños son cuerpos sin atmósfera. Marte es un caso intermedio, con una atmósfera muy tenue. Hay muchísimos planetas en el universo, lo cual significa que la mayoría de las nebulosas tienden a contraerse para formar estrellas con su cortejo de planetas.

Exoplanetas y Condiciones para la Vida

Descubrimiento de Exoplanetas

En 1995, dos astrónomos descubrieron el primer planeta en órbita alrededor de una estrella distinta al Sol. La detección de exoplanetas se ha convertido en una de las áreas más prometedoras de la astronomía. La mayoría de los exoplanetas detectados son planetas gigantes. Se denominan supertierras a cuerpos con masas poco mayores a la de nuestro planeta. La principal enseñanza de los exoplanetas es que muchos sistemas planetarios son muy distintos al nuestro, con planetas muy próximos a la estrella.

Condiciones para la Vida en los Planetas

1. La distancia del planeta a la estrella: En los planetas muy cercanos o muy lejanos, la temperatura reinante no permite la existencia de agua en estado líquido.
2. Una gravedad suficiente en el planeta: Si es pequeño, la gravedad no es suficiente para retener la atmósfera y, si la pierde, la falta de presión atmosférica provoca que la hidrosfera se vaporice.
3. Un núcleo metálico fundido: Al girar, el núcleo genera un campo magnético que protege al planeta de las radiaciones X y gamma de la estrella.
4. La presencia de un satélite grande: Sin el anclaje gravitatorio de la Luna, la inclinación del eje de rotación de la Tierra habría variado considerablemente, provocando grandes cambios en el clima.
5. El tiempo de vida de la estrella: Las estrellas muy masivas viven mucho menos tiempo que las menos masivas. Si la vida requiere miles de millones de años para desarrollarse, solo las estrellas de tipo solar y las estrellas menos masivas que el Sol presentan una actividad estable el tiempo suficiente como para que la vida evolucione.
6. La existencia de planetas gigantes cercanos: Gracias a su intensa atracción gravitatoria, pueden desviar asteroides, protegiendo a otros planetas de posibles impactos.
7. La situación dentro de la Vía Láctea: Lejos del centro galáctico, donde las explosiones de supernovas que emiten una gran cantidad de radiación perjudicial para los seres vivos son muy frecuentes.

La Esfera Celeste

Sabemos que la Tierra se mueve alrededor del Sol. Si observamos el cielo nocturno, parece que las estrellas o los planetas se mueven de este a oeste. Este efecto se debe a la rotación terrestre. En un día, esta esfera celeste da una vuelta completa, aunque los astros visibles cada noche no son los mismos. Hay dos factores que determinan qué astros podemos ver cada noche:

1. La latitud: Cada región de la Tierra es una ventana a una región del universo. La estrella polar no se puede observar desde el hemisferio sur, y astros como las galaxias llamadas nubes de Magallanes no son visibles desde nuestras latitudes.
2. La época del año: Hay estrellas o constelaciones de invierno, como Orión; otras solo se ven en verano, como Liria, y otras se ven durante todo el año, como la estrella polar.