Introducción al origen del universo

CAPITULO 1

Generalidades

1.1. El origen del Universo

La ciencia del Universo considerado como un todo es la Cosmología. La Astronomia estudia los sistemas que se encuentran más allá de la tierra – planetas, estrellas, galaxias, etc.- pero la Cosmología trata de las características generales y de las propiedades sistemáticas del Universo.

La palabra Universo (o Cosmos) significa cosasdistintas para personas distintas. Para los científicos, el Universo significa la totalidad de las cosas físicas: no solo toda la materia (en forma de planetas, estrellas, nebulosas, agujeros negros) y toda la radiación (como la luz, el calor, los rayos X o las ondas de gravedad) sino también todo el espacio y el tiempo, y en definitiva todo aquello físicamente relevante. Para la gente común, esdecir, sin preparación científica, el Universo significa todo lo conocido.

Con el fin de facilitar el manejo de las inmensas distancias que se utilizan en Astronomía, suelen emplearse unidades de longitud muy grandes, como por ejemplo la distancia recorrida por la luz durante un segundo o un año. La luz viaja muy de prisa (a unos 300,000 kilómetros por segundo), de forma que un segundo luzequivale a unos 300,000 kilómetros y un año luz son unos 9.5 billones de kilómetros. En estas unidades, el sistema solar mide unas horas-luz de diámetro y la Tierra gira alrededor del Sol a unos 8 minutos-luz (150 millones de kilómetros) de distancia.

Las estrellas que son visibles en el cielo nocturno son otros soles, y la aparente debilidad de su luz es debida a su extrema lejanía. La estrellamás cercana, situada en la constelación de Centaurus, está a más de cuatro años luz de distancia. A pesar de que las estrellas visibles parecen repartidas aleatoriamente por el cielo, en realidad están organizadas formando un sistema gigantesco en forma de disco.

Los antiguos griegos usaban el nombre de “galaxias” (proviene de la palabra galaxia: , que significa lácteo) para describir suapariencia lechosa, y suponían que era un camino hacia el paraíso.

Se inventó el término “nebulosa” (Nebulosa: materia cósmica celeste, luminosa, compuesta de polvo y gas, de contorno impreciso) para designar las manchas luminosas difuminadas, y a principios del siglo XIX el astrónomo francés Charles Messier decidió catalogarlas.

Posteriormente, los astrónomos llegaron a la conclusión de queel Sol y todas las estrellas visibles por la noche a simple vista son sólo un pequeño grupo local dentro de un enorme remolino de cien mil millones de estrellas. Este gran sistema, que ahora llamamos galaxia de la Vía Láctea, es un coloso cósmico de dimensiones inmensas, que mide unos cien mil años luz (cerca de un trillón de kilómetros) de diámetro.

La primera información confiable quepermitió empezar a descifrar el misterio de las nebulosas se obtuvo en 1924, a consecuencia de la puesta en funcionamiento del que era entonces el mayor instrumento científico del mundo: el telescopio de 254 cm de diámetro instalado en el Monte Wilson en California. Gracias a este telescopio y al perfeccionamiento de las técnicas fotográficas, el astrónomo americano Edwin Hubble pudo observar la“nebulosa” de Andrómeda con un detalle nunca conseguido hasta entonces, y comprobó que los tenues filamentos de este objeto estaban formados por estrellas individuales.



Figura1.1.1. Componentes del espectro electromagnético.

Otro descubrimiento significativo surgió de un estudio de Hubble sobre las propiedades de la luz emitida por las galaxias lejanas. La luz de los objetos astronómicos que llega ala tierra, contiene una mezcla de muchas frecuencias distintas. Un instrumento llamado espectroscopio permite separar las distintas frecuencias de la luz y dirigirlas sobre una placa fotográfica. La frecuencia de la luz está relacionada con la percepción del color, de forma que la luz roja tiene la frecuencia más baja (o la longitud de onda más larga) que la luz azul (Figura 1.1.1)....