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martes, 7 de agosto de 2012

El Universo





Glifo Maya



Estrellas Nebulosas Planetas Galaxias Constelaciones








¿Que es el Universo?

       El Universo lo es todo, sin excepciones, materia, energía, espacio y tiempo, todo lo que existe forma parte del Universo. Es muy grande, pero no infinito. Si lo fuera, habría infinita materia en infinitas estrellas, y no es así. En cuanto a la materia, el universo es, sobre todo, espacio vacío.

      
El Universo contiene galaxias, cúmulos de galaxias y estructuras de mayor tamaño llamadas supercúmulos, además de materia intergaláctica. Todavía no sabemos con exactitud la magnitud del Universo, a pesar de la avanzada tecnología disponible en la actualidad.

      La materia no se distribuye de manera uniforme, sino que se concentra en lugares concretos: galaxias, estrellas, planetas ... Sin embargo, el 90% del Universo es una masa oscura, que no podemos observar.


¿Donde empieza el espacio oficialmente?

       El espacio empieza oficialmente en la línea de Kármán, a 100 kilómetros sobre el nivel del mar. Los gases de la atmósfera lanzan ondas de luz visible azul que generan un brillo azul sobre la Tierra. Cuanto más alto se va, más delgada se hace la atmósfera, hasta que el brillo desaparece. Esta es la definición que usan las agencias espaciales para determinar cuándo ha llegado algo al espacio. Theodore von Kármán (1881-1963) calculó este punto en el que un vehículo tiene que estar en órbita para mantener su altitud.

¿De que esta compuesto?


¿Dónde estamos?

        Nuestro pequeño planeta, inmerso en el espacio, que gira alrededor de una estrella común, se encuentra en el brazo (brazo de Orión) de una enorme galaxia espiral, la Vía Láctea, una más de las innumerables que se encuentran distribuidas por el universo. Cerca de la Tierra se encuentran otros planetas, planetas enanos, satélites, asteroides y cometas, todos ellos orbitando nuestro Sol, atrapados por su potente fuerza de atracción gravitatoria, formando lo que llamamos el Sistema Solar.


Desde el big-bang hasta ahora
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      Alrededor de nuestro sistema estelar, a miles de años luz de distancia, se encuentran millones y millones de estrellas de todo tipo, enanas, supergigantes, agujeros negros, púlsares, estrellas múltiples ...; hay lugares donde nacen las estrellas y otros donde quedan los restos de las muertes de otras, como las nebulosas; y existen lugares donde parecen congregarse las estrellas, como los cúmulos. Todo este impresionante conjunto forma nuestra galaxia, la Vía Láctea. Se piensa que nuestra galaxia puede albergar unos 100.000 millones de estrellas.

       La Vía Láctea se encuentra en un grupo de galaxias, el llamado Grupo Local, formado por unas 30 galaxias, divididas en 3 grandes grupos, uno por cada galaxia masiva del grupo:

- El Sistema de Andrómeda, que lo integran la propia Andrómeda (M31), M32, M110, NGC 147, NGC 185, Andrómeda I, Andrómeda II, Andrómeda III y Andrómeda IV.                 Viaje entre las galaxias del Grupo Local
- El Sistema de la Vía Láctea, integrado por la Vía Láctea, Enana de Sagitario, Gran Nube de Magallanes, Pequeña Nube de Magallanes, Enana de Ursa Minor, Enana de Draco, Enana de Carina, Enana de Sextans, Enana de Sculptor, Enana de Formas, Leo I, Leo II y Enana de Tucana.
- El Sistema del Triángulo, integrado por M33 y Enana de Piscis.


    A su vez, este cúmulo de galaxias, queda integrado dentro del Supercúmulo de Virgo, el cual está formado por unos 10 grupos o cúmulos de galaxias. Se estima que pueden existir unos 10 millones de supercúmulos en el universo.


Evolución del universo y de las galaxias
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Evolución del universo y de las galaxias
Crédito: NASA, ESA y A. Feild (STScl)

¿Cómo comenzó?

      Se cree que todo comenzó hace unos 15.000 millones de años, cuando todo el material del universo se encontraba concentrado en un solo punto. Las investigaciones indican que hubo una gran explosión, el llamado Big Bang, y desató el inicio de la formación del universo. En los primeros instantes de la explosión el universo se convierte en una inmensa bola de fuego que aumenta de tamaño a muchísima velocidad y con una temperatura de miles de millones de grados. Aproximadamente un minuto después de la explosión, el universo se ha convertido en un enorme reactor termonuclear y se comienzan a formar los primeros núcleos de helio a partir de los de hidrógeno. Es necesario que transcurran miles de años para que la temperatura descienda lo suficiente para que se puedan formar los átomos, es entonces cuando la materia comienza a agruparse por la fuerza de la gravedad y surgen las primeras estrellas. Se necesitarán aún miles de millones de años para que, gracias a la formación de inmensas nubes de gas, compuestas primordialmente de hidrógeno y helio, y por su propia gravitación, comiencen a aparecer las primeras galaxias.

      No se conoce la forma exacta del mecanismo de la formación de una estrella, pero de alguna manera el gas se empieza a aglutinar en diferentes puntos bajo el efecto de su propia gravedad, formando nubes cada vez más densas. Un núcleo denso, que podría ser unas 60 veces mayor que el sol, la protoestrella, empieza a formase rodeado por un halo de gas. Debido al aumento de presión, cada vez mayor, y tras unos 50.000 años, el centro de la protoestrella se vuelve tan caliente que da principio la combustión nuclear y se inicia la transformación de átomos de hidrógeno en átomos de helio. Ha nacido una estrella.

 Posible Big-Bang










      

       La fuerza de expansión de la energía liberada en esta transformación contrarresta la fuerza de la gravedad de la estrella, lo que impide que se colapse totalmente y se estabilice. Al cabo de unos 10 millones de años se acaba el hidrógeno del núcleo. Al no existir una fuerza que contrarreste a la gravedad, éste se contrae y calienta aún más. Al mismo tiempo, el hidrógeno restante, en una corteza exterior, continúa fusionándose y se convierte en helio; la estrella se expande hasta llegar a ser una gigante roja. El núcleo se calienta al grado de poder convertir, por fusión, el helio en carbono. En fusiones sucesivas, el carbono da origen a elementos mas pesados, hasta llegar al hierro. Al llegar a éste ya no se genera más energía por fusión nuclear, y la parte media de la estrella se desintegra en forma catastrófica por efecto de su propia gravedad. El colapso libera energía hacia las partes exteriores y origina la explosión mas violenta que se conoce en el universo: la supernova.

      Después de la explosión, la supernova despide ondas de choque y nubes de gas. A partir de este gas se forma una nueva generación de estrellas, enriquecidas con elementos creados en las fusiones de la vieja estrella y elementos mas pesados creados en la tremenda explosión, y en el caso el Sol, de planetas en los que puede evolucionar la vida. Así, cada átomo de nuestro mundo se fusionó en el núcleo incandescente de una estrella gigante, que al explotar esparció los elementos necesarios para la formación de estrellas y planetas. Fue la primera generación de estrellas, estrellas gigantes, las cuales han desaparecido casi en su totalidad, y vivimos gracias a su legado. No todas las estrellas de la primera generación fueron así, pero estas son las que hicieron posible la creación de los planetas y de nosotros mismos.

      De la supernova solo sobrevive el núcleo, de una extraordinaria densidad y de pocos kilómetros de diámetro. La enorme presión generada logra triturar absolutamente todo hasta convertirlo en neutrones, los que se concentran y compactan. Ha nacido una estrella de neutrones, la cual gira hasta 30 veces por segundo y emite señales de radio que se concentran en los polos magnéticos. Al barrer el espacio como el haz de la luz de un faro, los radioastrónomos captan esas señales en forma de pulsaciones, por ello, en su descubrimiento se los llamó púlsares.

      Si la masa inicial es de 50 veces la del Sol, en vez de convertirse en una supernova, la inmensa fuerza de la gravedad hará que la estrella implosione sin remedio hasta convertirla en un agujero negro, donde ni siquiera la luz es capaz de escapar al intenso campo gravitatorio y donde el espacio y el tiempo se funden y contraen.

Video del viaje desde un atomo hasta el fin del universo


Nacimiento de un planeta

      De una forma similar a las estrellas se forman los planetas, pues se forman a partir de las mismas nubes de gas y polvo, con la diferencia de que se trata de objetos en los que no se desarrollan procesos de fusión nuclear. El comienzo de su creación parte de los discos de gas y polvo que se han observado alrededor de algunas estrellas recién formadas, discos en los que las partículas se atraen unas a otras y se fusionan en objetos que cada vez tienen un mayor tamaño. Con el incremento de masa, se aumenta cada vez más rápidamente su fuerza de atracción sobre los objetos circundantes, terminando por "limpiar" la vecindad de su órbita.

      Desde el año 1955, cuando se descubrió el primer planeta extrasolar (exoplaneta) orbitando la estrella 51 Pegasi b, la cifra ha ascendido a mas de 200 planetas, que en su mayoría corresponden con planetas gigantescos del tipo joviano y en algunos casos corresponden con sistemas planetarios múltiples (mas de un planeta orbitando una misma estrella, siendo el primer sistema múltiple detectado el de Upsilom Andromedae), aunque esto es normal, pues son los más fáciles de detectar con los medios técnicos disponibles. El planeta con una masa mas parecida a nuestra Tierra es OGLE-2005-BLG-390L b, orbitando a una estrella en la constelación de Sagitario, con unas 5,5 veces la masa de la Tierra.


Recreacion artistica de un exoplaneta


¿Como acabará?

       Desde el gran estallido original, Big Bang, el universo se sigue expandiendo, y las últimas mediciones indican que cada vez lo hace a mayor velocidad. Al mismo tiempo, toda la materia del universo se atrae la una a la otra por efecto de la gravedad. Esta fuerza podría ser capaz de detener la expansión, incluso de invertirla, todo dependerá de la cantidad de materia que exista, y esta es la gran incógnita, pues solo somos capaces de ver aproximadamente el 1% del total. El 99% restante la materia se cree que está ubicada en los inmensos halos que rodean a las galaxias, pero no la podemos ver ni medir, a esta materia es a la que se denomina materia oscura.

       Dependiendo de la cantidad de materia total se vierten dos hipótesis:

        La primera se basa en que la masa total existente no será suficiente para detener la expansión, abocando al universo a una expansión infinita, en la que las estrellas terminarán por consumir el total del combustible disponible y se terminarán apagando. Se trata de un universo oscuro, frío y yelmo. Se trata del Big Rip o Gran Desgarramiento, en la que la gravedad se llega a hacer tan débil que primero los sistemas solares perderían su cohesión, se difuminarían las estrellas y los planetas y al final terminarían destruyéndose los átomos, llegando el fin del tiempo, el cual se ha estimado en unos 35.000 millones de años.

       La segunda es todo lo contrario. Si la masa disponible en el universo es suficiente para detener la expansión e invertirla, donde el universo volvería a comprimirse hasta colapsarse en una singularidad dentro de unos 20.000 millones de años, se trata del Big Crunch o la Gran Implosión. Este colapso podría volver a originar un nuevo Big Bang.


¿Que era la carrera espacial?

          La carrera espacial empezó en 1957, cuando los soviéticos lanzaron su primer satélite, el Sputnik 1. Tanto soviéticos como americanos se dieron cuenta de la importancia del espacio; era la frontera más alta y aquel que la dominara dominaría la Tierra. Por ello las dos superpotencias intentaron ser los primeros en conquistar el reto de la exploración espacial. Al principio los soviéticos tuvieron algunos éxitos, pero finalmente EE.UU. se hizo con la victoria al llevar al hombre a la luna sólo 12 años después del Sputnik 1. Muy pocas veces se ha conseguido un salto tecnológico tan grande en épocas de paz y menos veces aún se ha logrado que una aventura científica capture la atención y el corazón de tanta gente en todo el mundo [viendo por tv la llegada a la luna], todos deseaban que los dos hombres que se entregaron al viaje épico al espacio volvieran a casa sanos y salvos. La gente que vivió aquellos años sintió que estaba siendo testigo del momento más importante de la historia de la humanidad. Quizás sea irónico que la "carrera espacial", que empezó casi como una empresa militar, se convirtiera en algo que unió a la humanidad, aunque sólo fuera brevemente.

Expectacular vista nocturna de la Tierra desde la Estacion Espacial
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¿Que son los asteroides?

Llamamos asteroides a cualquiera de los muchos cuerpos rocosos o metálicos del Sistema Solar, ubicados la mayoría de ellos en una zona (el cinturón de asteroides) situada entre las zonas de Marte y Júpiter; también conocido como planeta menor. Sus tamaños varían desde los casi 1.000 km de Ceres (el primer asteroide en ser descubierto, en 1801) hasta menos de 10 m para el más pequeño detectado hasta ahora. La masa total de todos los asteroides es de unos 4 x 1021 kg, aproximadamente una doceava parte de la masa de la Luna.


      Cuando un asteroide es descubierto se le da una designación temporal, consistente en el año del descubrimiento seguido de dos letras; la primera indica el medio mes en el que el asteroide fue descubierto, y la segunda, el orden de descubrimiento de ese medio mes. Sólo cuando la órbita ha sido determinada con precisión se le asigna un número permanente, y el descubridor tiene entonces el derecho de bautizarlo.

En nuestro sistema solar, se cree que hay al menos un millón de asteroides, de los cuales el 90-95% se encuentra en el cinturón de asteroides.



 Ubicacion del cinturon de asteroides









      Un grupo de investigadores ha anticipado que el asteroide 2011 GA5, descubierto en enero de 2011, pasará de forma segura y no impactará contra la Tierra en el año 2040. La seguridad es superior al 99 por ciento, pero seguriá bajo observación porque la atracción terrestre puede cambiar su trayectoria a partir de 2023.


¿HAY ALGÚN SONIDO EN EL ESPACIO?

        El sonido para los humanos proviene de la vibración de las partículas de aire, como en el cosmos no existen estas partículas, no hay ningún sonido. Sin embargo sí hay "sonido" en forma de distintos tipos de radiación electromagnética, como la luz y las ondas de radio que podemos interpretar.



El Universo cercano







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