HISTORIA DEL UNIVERSO. TEORÍA DEL "BIG BANG"

HISTORIA DEL UNIVERSO. EL BIG BANG. MATERIA Y ENERGIA

Para referirse al Universo astronómico, se suele utilizar la palabra griega “cosmos”, aunque se señala que presenta la limitación de referirse a materia y espacio, mientras Universo incluye también energía y tiempo.

El Universo se habría formado hace unos 14.000 millones de años, por una gran explosión conocida como Big Bang o gran explosión, seguida de una expansión que aún continúa.

En ese tiempo, toda la materia se habría concentrado en un solo punto llamado superátomo, de gran densidad y a muy elevada temperatura (en ese punto se concentraba la materia, la energía, el espacio y el tiempo), que explotó y envió la materia hacia todas direcciones.

La teoría predijo la existencia de la radiación de fondo de microondas (CMB Cosmic Microwave Background) en todo el universo, ya que sería descubierta en 1965, viniendo a reforzar la teoría del Big Bang.

La radiación de fondo cósmico es una forma de radiación electromagnética, es el eco que queda del Big Bang

Unos 1000 millones de años después, comenzaron a formarse las estrellas y las galaxias. El sistema solar se formó hace unos 4.500 millones de años.

Las primeras observaciones datan de 1910, cuando Vesto Melvin Slipher (1875-1969) descubre el alejamiento de las nebulosas espirales de la Tierra. 

Esta teoría de expansión del Universo fue esbozada por el ruso Alexander Friedman (1888-1925) en 1922, mediante tres modelos de universo en expansión, con extensión finita e infinita.

Las ecuaciones de la relatividad general de Albert Einstein (1879-1955) enunciadas en 1915 se fueron aplicando al universo, inclusive por el propio Einstein, pero notaba que el Universo cambiaba, y como prefería un universo estable, estático, agregó la magnitud llamada “constante cosmológica”, la cual luego se arrepentiría de crear al confirmarse la expansión del Universo.

Teniendo en cuenta la teoría de Einstein, Georges Lamaitre en 1927 explicó la teoría de la expansión del Universo, denominándola hipótesis del átomo primigenio o del huevo cósmico.

Después William Huggins (1824-1910) descubrió el corrimiento hacia el rojo de la estrella Sirio y de otros cuerpos. El corrimiento hacia el rojo ocurre cuando la radiación electromagnética (luz visible) que emana de un cuerpo es desplazada hacia el rojo dentro del espectro electromagnético. Esto puede significar que el objeto se aleja del observador.

Entonces en 1929 Edward Hubble (1889-1953) interpretó que las galaxias se alejaban entre sí, provocado por el efecto Doppler (por el austríaco Christian Andreas Doppler, 1803-1853, quien descubrió el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador) y enunció la conocida como Ley de Hubble, mediante la cual las galaxias se alejan unas de otras a velocidades directamente proporcionales a su distancia a la Tierra.

Finalmente, en la década de 1960 los ingleses Stephen William Hawking (1942-) y Roger Penrose (1931-) popularizaron el Big Bang y concluyeron que la Teoría General de la Relatividad de Einstein implica que el espacio y el tiempo surgieron con la gran explosión y terminarán en los agujeros negros.

El Universo está formado por materia y energía

LA MATERIA

La materia es todo lo que tiene masa. La materia de todo el Universo está constituida por las mismas partículas elementales (protones, neutrones, electrones), por los mismos elementos químicos (del sistema periódico), y las mismas moléculas que existen en la Tierra.

El elemento más simple del sistema periódico y el más predominante del Universo es el Hidrógeno, a partir del cual se forman por reacciones con fusión molecular los otros elementos como Helio, Carbono, Oxígeno, Calcio, Hierro.

La materia del Universo se encuentra en forma variable (estrellas, galaxias, quásares) e invisible (materia interestelar, nebulosas, agujeros negros).

La materia visible

(llamada también materia ordinaria o bariónica) es la que se encuentra a temperatura lo suficientemente elevada para emitir radiaciones que pueden ser detectadas y analizadas. 

Esta materia está formada por átomos, y puede tener 4 estados; sólido, líquido, gaseoso o plasma, y pasa de uno a otro según gane o pierda calor.

Aquí pueden incluirse a las estrellas, galaxias, quásares.

La materia invisible

Además de la materia visible, existe una materia invisible, que no emite luz ni otra forma de radiación capaz de ser detectada por los medios actuales, pero cuya existencia se puede deducir por los efectos gravitacionales que produce en la materia visible (estrellas, galaxias).

La materia interestelar está formada por 99% de gas y polvo fino (carbono, silicatos e hierro, cubiertos de hielo), compuesta e hidrógeno, helio y otros componentes muy pequeños.

Las nebulosas son regiones interestelares difusas y luminosas, constituidas por gases (hidrógeno, helio) y elementos químicos, en forma de polvo cósmico.

LA ENERGIA

La energía  en el Universo se presenta como radiación electromagnética (luz visible, ondas radioeléctricas, rayos ultravioletas, rayos X, rayos gamma, rayos infrarrojos).

Y está regido, el Universo, por unas pocas fuerzas básicas:

-la gravitación (es la fuerza de atracción entre cuerpos que domina a gran escala, ya que todo lo que tiene masa emite gravedad, dependiendo de la cantidad de masa y de a distancia que los separa)

-la electromagnética (cantidad de energía almacenada en una región del espacio que podemos atribuir a la presencia de un campo electromagnético, es la fuerza que contrarresta la gravitación), y

-la energía nuclear (es la energía que se libera en las reacciones nucleares, es la fuente de energía de las estrellas).