Universo
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Universo es una palabra derivada del latín que a su vez proviene de ūnus ('uno', en el sentido de 'único') y versus ('desarrollado, puesto junto').
El Universo es más comúnmente definido como todo lo que existe físicamente: la totalidad del espacio y del tiempo, de todas las formas de la materia, la energía y el impulso, y las leyes y constantes físicas que las gobiernan. Sin embargo, el término "universo" puede ser utilizado en sentidos contextuales ligeramente diferentes, para referirse a conceptos como el cosmos, el mundo o la naturaleza.
Observaciones astronómicas indican que el Universo tiene una edad de 13,73 ± 0,12 mil millones de años y por lo menos 93 mil millones de "años luz" de extensión.[1] El evento que dio inicio al Universo se llama Big Bang. En aquel instante toda la materia y la energía del universo observable estaba concentrada en un punto de densidad infinita. Después del Big Bang, el universo comenzó a expandirse para llegar a su condición actual, y lo continúa haciendo.
Ya que, de acuerdo con la teoría especial de la relatividad, la materia no puede moverse a velocidad superior a la de la luz, puede parecer paradójico que dos objetos del universo puedan haberse separado 93 mil millones de años luz en un tiempo de sólo 13 mil millones de años; sin embargo esta separación es una consecuencia natural de la teoría de relatividad general.
Dicho simplemente, el espacio puede ampliarse a un ritmo superior que no está limitado por la velocidad de la luz. Por lo tanto, dos galaxias puede separarse una de la otra más rápidamente que la velocidad de la luz, si el espacio entre ellas es el que crece.
Mediciones sobre la distribución espacial y el desplazamiento hacia el rojo ("redshift") de galaxias distantes, la radiación cósmica de fondo de microondas, y los porcentajes relativos de los elementos químicos más ligeros, apoyan la teoría de la expansión del espacio y, más en general, la teoría del Big Bang, que propone que el espacio en sí se creó a partir de la nada en un momento específico en el pasado.
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Observaciones recientes han demostrado que esta expansión se está acelerando, y que la mayor parte de la materia y la energía en el universo es fundamentalmente diferente de la observada en la Tierra, y no es directamente observable (véase la energía oscura). La imprecisión de las observaciones actuales ha limitado las predicciones sobre el destino final del Universo.
Los experimentos sugieren que el Universo se ha regido por las mismas leyes físicas y constantes a lo largo de su extensión e historia. La fuerza dominante en distancias cosmológicas es la gravedad, y la relatividad general es actualmente la teoría de la gravitación más exacta. Las otras tres fuerzas fundamentales y las partículas en las que actúan son descritas por el Modelo Estándar. El Universo tiene por lo menos tres dimensiones del espacio y una de tiempo, aunque experimentalmente no se pueden descartar dimensiones adicionales muy pequeñas. El Espacio y el Tiempo parecen estar conectados de forma sencilla y sin problemas, y el Espacio tiene una curvatura media muy pequeña, de manera que la geometría euclidiana es, como regla general, exacta en todo el universo.
En filosofía se denomina Universo al mundo, o conjunto de todo lo que sucede. La ciencia modeliza el universo como un sistema cerrado que contiene energía y materia adscritas al espacio-tiempo y que se rige fundamentalmente por principios causales.
Basándose en observaciones del universo observable, los físicos intentan describir el continuo espacio-tiempo en que nos encontramos, junto con toda la materia y energía existentes en él. Su estudio, en las mayores escalas, es el objeto de la cosmología, disciplina basada en la astronomía y la física, en la cual se describe todo aspecto de este universo con sus fenómenos.
- Edad: el Universo tiene 13.700 millones de años aprox.
- Destino final: las pruebas apoyan la Teoría de la expansión permanente del Universo, aunque muchos otros afirman que la materia oscura puede ejercer la fuerza de gravedad suficiente para detener la expansión y hacer que toda la materia se comprima a lo que los científicos llamarían el "Big-Crunch" o la Gran Implosión. En esta implosión juegan un papel fundamental los agujeros negros que por la gran presión ejercida en su interior rompen los enlaces de las moléculas, creando partículas tan pequeñas que atraviesan la materia y que por la gravedad, se unen en el origen del universo. Cuando toda la materia se acaba por condensar en un solo punto el universo se vuelve a expandir.
Contenido
[ocultar]- 1 Porción observable
- 2 Evolución
- 3 Descripción física
- 4 Estructuras agregadas del universo
- 5 Otros términos
- 6 Véase también
- 7 Notas y referencias
- 8 Enlaces externos
Porción observable [editar]
Los cosmólogos teóricos y observacionales utilizan de manera diferente el término Universo, designando bien el sistema completo o sólo una parte de él.[2] Según el convenio de los cosmólogos, el término Universo ("U" mayúscula) se refiere frecuentemente a la parte finita del espacio-tiempo que es directamente observable utilizando telescopios y otros detectores, y métodos físicos teóricos y empíricos para estudiar los componentes básicos del Universo y sus interacciones. Los físicos cosmólogos asumen que la parte observable del espacio comóvil (también llamado: "nuestro universo") corresponde a una parte de un modelo del espacio entero y normalmente no es el espacio entero. Frecuentemente se utiliza el término el Universo como ambas,la parte observable del espacio-tiempo o el espacio-tiempo entero.
La mayoría de los cosmólogos creen que el Universo observable es una parte extremadamente pequeña del Universo "entero" -realmente existente-, y que es imposible observar todo el espacio comóvil. En la actualidad se desconoce si esto es correcto, ya que, de acuerdo a los estudios de la forma del Universo, es posible que el Universo observable esté cerca de tener el mismo tamaño que todo el espacio, pero la pregunta sigue debatiéndose.[3] [4] Si una versión del escenario de la inflación cósmica es correcta, entonces no hay manera de determinar si el Universo es finito o infinito. En el caso del Universo observable, éste es sólo una pizca del Universo existente, por lo tanto parece imposible saber realmente si el Universo está siendo completamente observado......
Evolución [editar]
Teoría sobre el origen y la formación del Universo (Big Bang) [editar]
El hecho de que el Universo esté en expansión se deriva de las observaciones del corrimiento al rojo y se cuantifican por la ley de Hubble.
Es decir, los astrónomos observan que hay una relación directa entre la distancia a un objeto remoto (como una galaxia) y la velocidad con que está alejándose. En cambio, si esta expansión ha sido continua en toda la edad del Universo, entonces en el pasado estos objetos distantes que siguen alejándose tuvieron que estar una vez juntos. Esta idea da pie a la teoría del ‘’Big Bang’’, el modelo dominante en la cosmología actual.
Durante la era más temprana del Big Bang, el Universo se cree que era un caliente y denso plasma. Según avanza la expansión, la temperatura cae a ritmo constante hasta el punto en que los átomos se pueden formar. Sobre este tiempo la energía de fondo se desacopla de la materia y fue libre de viajar a través del espacio. La energía sobrante continuó enfriándose al expandirse el Universo y hoy forma el fondo cósmico de microondas. Esta radiación de fondo es remarcablemente uniforme en todas direcciones, que los cosmólogos han intentado explicar como un periodo temprano de inflación cósmica después del Big Bang.
El examen de las pequeñas variaciones en el fondo de radiación de microondas proporciona información sobre la naturaleza del Universo, incluyendo la edad y composición. La edad del universo desde el Big Bang, de acuerdo a la información actual proporcionada por el WMAP de la NASA, se estima en unos 13.700 millones de años, con un margen de error de un 1% (200 millones de años). Otros métodos de estimación dan diferentes rangos de edad desde 11.000 millones a 20.000 millones. En el libro de 1977 Los Primeros Tres Minutos del Universo, el premio Nobel Steven Weinberg muestra la física qué ocurrió justo momentos después del Big Bang. Los descubrimientos adicionales y los refinamientos de las teorías hicieron que lo actualizara y reeditara en 1993.
Sopa Primigenia [editar]
Hasta hace poco, la primera centésima de segundo era más bien un misterio, impidiendo a Wainberg y a otros describir exactamente cómo era el Universo. Los nuevos experimentos en el RHIC en el Brookhaven National Laboratory han proporcionado a los físicos una luz en esta cortina de alta energía, de tal manera que pueden observar directamente los tipos de comportamiento que pueden haber tomado lugar en este instante.[5]
En estas energías, los quarks que componen los protones y los neutrones no estaban juntos y una mezcla densa supercaliente de quarks y gluónes, con algunos electrones, era todo lo que podía existir en los microsegundos anteriores a que se enfriaran lo suficiente para formar el tipo de partículas de materia que observamos hoy en día.[6]
Protogalaxias [editar]
Los rápidos avances en lo que pasó después de la existencia de la materia, existe mucha información sobre la formación de las galaxias. Se cree que las primeras galaxias eran débiles "galaxias enanas" que emitían tanta radiación que desharían los átomos gaseosos de sus electrones. Este gas, a su vez, se estaba calentando y expandiendo y tenía la posibilidad de obtener la masa necesaria para formar las grandes galaxias que conocemos hoy.[7] [8]
Destino Final [editar]
El destino final del Universo tiene diversos modelos que explican lo que sucederá en función de diversos parámetros y observaciones. A continuación se explican los modelos fundamentales que se dan.
Big Crunch o la Gran Implosión [editar]
Es muy posible que el inmenso aro que rodeaba a las galaxias sea una forma de materia que resulta invisible desde la Tierra. Esta materia oscura tal vez constituya el 99% de todo lo que hay en el Universo.
La fuerza gravitatoria de toda esa materia tal vez podría cesar e invertir con ella la expansión, así las galaxias empezarían a retroceder y con el tiempo chocarían unas contra otras, la temperatura se elevaría y el Universo se precipitaría hacia un destino catastrófico en el que quedaría reducido nuevamente a un punto.
Algunos físicos han especulado que después se formaría otro Universo, en cuyo caso se repetiría el proceso.
Hoy en día, esta hipótesis parece incorrecta, pues a la luz de los últimos datos experimentales, el Universo se está expandiendo cada vez más rápido.
Big Rip o Gran Desgarramiento [editar]
El Gran Desgarramiento o Teoría de la Eterna Expansión, llamado en inglés Big Rip, es una hipótesis cosmológica sobre el destino último del universo. Este posible destino final del universo depende de la cantidad de energía oscura existente en el Universo. Si el Universo contiene suficiente energía oscura, podría acabar en un desgarramiento de toda la materia.
El valor clave es w, la razón entre la presión de la energía oscura y su densidad energética. A w < -1, el universo acabaría por ser desgarrado. Primero, las galaxias se separarían entre sí, luego la gravedad sería demasiado débil para mantener integrada cada galaxia. Los sistemas planetarios perderían su cohesión gravitatoria. En los últimos minutos, se desbaratarán estrellas y planetas, y los átomos serán destruidos.
Los autores de esta hipótesis calculan que el fin del tiempo ocurriría aproximadamente 3,5×1010 años después del Big Bang, o dentro de 2,0×1010 años.
Una modificación de esta teoría, aunque poco aceptada, asegura que el universo continuaría su expansión sin provocar un Big Rip.
Descripción física [editar]
Tamaño [editar]
Muy poco se conoce sobre el tamaño del Universo. Puede tener una longitud de billones de años luz o incluso tener un tamaño infinito. Un artículo de 2003[9] dice establecer una cota inferior de 24 gigaparsecs (78.000 millones de años luz) del tamaño del Universo, pero no hay ninguna razón para creer que esta cota está de alguna manera muy ajustada. Ver forma del Universo para más información.
El Universo observable (o visible), que consiste en todas las localizaciones que podían habernos afectado desde el Big Bang dada la velocidad de la luz finita, es ciertamente finito. La distancia comóvil al extremo del Universo visible es sobre 46.500 millones de años luz en todas las direcciones desde la Tierra, así el Universo visible se puede considerar como una esfera perfecta con la Tierra en el centro y un diámetro de unos 93.000 millones de años luz.[10] Hay que notar que muchas fuentes han publicado una amplia variedad de cifras incorrectas para el tamaño del Universo visible, desde 13.700 hasta 180.000 millones de años luz. Ver Universo observable para una lista de cifras incorrectas publicadas en prensa popular con explicaciones de cada una.
En el Universo las distancias que separan los astros son tan grandes que si quisiéramos expresar en metros, tendríamos que utilizar cifras muy largas. Debido a ello, se utiliza como unidad de longitud el año luz, que corresponde a la distancia que recorre la luz en un año.
Actualmente, el modelo más comunmente aceptado es el propuesto por Albert Einstein en su Relatividad General, en la que propone un universo "finito pero ilimitado", es decir, que a pesar de tener un volumen medible no tiene límites, de forma análoga a la superficie de una esfera, que es medible pero ilimitada. No obstante el volumen del universo no puede ser calculado ya que no podemos observar nada más alejado del anteriormente citado limite de observación (esfera de radio de 46.500 millones años luz, teniendo en cuenta los efectos de expansión)
Forma [editar]
Una pregunta importante abierta en cosmología es la forma del Universo. Matemáticamente, ¿qué 3-variedad representa mejor la parte espacial del Universo?
Primero, si el Universo es espacialmente plano, se desconoce si las reglas de la geometría Euclidiana son válidas a la mayor escala. Actualmente, muchos cosmólogos creen que el Universo observable está muy cerca de ser espacialmente plano, con arrugas locales donde los objetos masivos distorsionan el espacio-tiempo, de la misma forma que la superficie de un lago es casi plana. Esta opinión fue reforzada por los últimos datos del WMAP, mirando hacia las "oscilaciones acústicas" de las variaciones de temperatura en la radiación de fondo de microondas.[1]
Segundo, se desconoce si el Universo es múltiplemente conexo. El Universo no tiene cotas espaciales de acuerdo al modelo estándar del Big Bang, pero sin embargo debe ser espacialmente finito (compacto). Esto se puede comprender utilizando una analogía en dos dimensiones: la superficie de una esfera no tiene límite, pero no tiene un área infinita. Es una superficie de dos dimensiones con curvatura constante en una tercera dimensión. La 3-esfera es un equivalente en tres dimensiones en el que las tres dimensiones están constantemente curvadas en una cuarta.
Si el Universo fuese compacto y sin cotas, sería posible después de viajar una distancia suficiente para volver donde uno empezó. Así, la luz de las estrellas y galaxias podría pasar a través del Universo observable más de una vez. Si el Universo fuese múltiplemente conexo y suficientemente pequeño (y de un tamaño apropiado, tal vez complejo) entonces posiblemente se podría ver una o varias veces alrededor de él en alguna (o todas) direcciones. Aunque esta posibilidad no ha sido descartada, los resultados de las últimas investigaciones de la radiación de fondo de microondas hacen que esto parezca improbable.
Homogeneidad e isotropía [editar]
Mientras que la estructura está considerablemente fractalizada a nivel local (ordenada en una jerarquía de racimo), en los órdenes más altos de distancia el Universo es muy homogéneo. A estas escalas la densidad del Universo es muy uniforme y no hay una dirección preferida o significantemente asimétrica en el Universo. Esta homogeneidad es un requisito de la Métrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker empleada en los modelos cosmológicos modernos.[11]
La cuestión de la anisotropía en el Universo primigenio fue significantemente contestada por el WMAP, que buscó fluctuaciones en la intensidad del fondo de microondas.[12] Las medidas de esta anisotropía han proporcionado información útil y restricciones sobre la evolución del Universo.
Hasta el límite de la potencia de observación de los instrumentos astronómicos, los objetos radian y absorben la energía de acuerdo a las mismas leyes físicas como lo hacen en nuestra propia galaxia.[13] Basándose en esto, se cree que las mismas leyes y constantes físicas son universalmente aplicables a través de todo el Universo observable. Ninguna prueba confirmada ha sido encontrada que muestre que las constantes físicas han variado desde el Big Bang y las posibles variaciones están siendo forzadas.[14]
Composición [editar]
El Universo observable actual parece tener un espacio-tiempo geométricamente plano conteniendo una densidad masa-energía equivalente de 9,9 × 10-30 gramos por centímetro cúbico. Los constituyentes primarios parecen consistir en 73% de energía oscura, 23% de materia oscura fría y un 4% de átomos. Así, la densidad de los átomos está en el orden del núcleo de hidrógeno sencillo para cada cuatro metros de volumen.[15] La naturaleza exacta de la energía oscura y la materia oscura fría sigue siendo un misterio. Actualmente se especula con que el neutrino (partícula muy abundante en el universo) tenga, aunque mínima, una masa, lo que significaría, de ser comprobado, que la energía y la materia oscura no existen.
Durante las primeras fases del Big Bang, se formaron las mismas cantidades de materia y antimateria. Sin embargo, aunque el proceso físico de una violación CP dé como resultado una asimetría en la suma de materia comparada con la antimateria. Esta asimetría explica la suma de materia residual encontrada en el Universo hoy, de otra forma casi toda la materia y antimateria se habría aniquilado la una a la otra cuando hubieran entrado en contacto.[16]
Antes de la formación de las primeras estrellas, la composición química del Universo consistía primariamente en hidrógeno (75% de la masa total), con una suma menor de helio-4 (4He) (24% de la masa total) y el resto de otros elementos.[17] Una pequeña porción de estos elementos estaban en la forma del isótopo deuterio (²H), helio-3 (³He) y litio (7Li).[18] Consecuentemente la materia interestelar de las galaxias ha sido enriquecida sin cesar por elementos más pesados. Éstos se han introducido como un resultado de las explosiones de supernovas, los vientos estelares y la expulsión de la cubierta exterior de estrellas desarrolladas.[19]
El Big Bang dejó detrás un flujo de fondo de fotones y neutrinos. La temperatura de la radiación de fondo ha decrecido sin cesar con la expansión del Universo y ahora fundamentalmente consiste en la energía de microondas equivalente a una temperatura de 2.725 K.[20] La densidad del fondo de neutrinos actual es sobre 150 por centímetro cúbico.
Estructuras agregadas del universo [editar]
Las galaxias [editar]
Las galaxias son el constituyente fundamental del Universo y, a pesar de que distan mucho de la Tierra no se observan a través del telescopio como simples puntos de luz, sino que se manifiestan como manchas luminosas de diferentes formas. Esto equivale a decir que el Universo está formado por galaxias y agrupaciones de galaxias. Para adentrarse en este complejo mundo estelar, los científicos distinguen entre galaxias locales, integradas por un grupo de treinta a las que está unida gravitacionalmente la Vía Láctea, de la que forma parte el sistema solar, y todas las demás galaxias, a las que llaman galaxias exteriores.
Estas unidades de estrellas están distribuidas por todo el Universo y presentan características muy diversas, tanto en lo que respecta a su configuración como a su antigüedad: las hay viejas y jóvenes, grandes y pequeñas, brillantes y opacas, y de muy variadas formas. Las más pequeñas abarcan alrededor de 3.000 millones de estrellas, y las galaxias de mayor tamaño pueden llegar a abarcar más de un billón de astros. Estas últimas suelen tener un diámetro de 170.000 años luz, mientras que las primeras no pasan de los 6.000 años luz.
Además de estrellas, las galaxias contienen también materia interestelar, constituida por polvo y gas en una proporción que varia del 1 al 10% de su masa.
Formas de galaxias [editar]
La creciente potencia de los telescopios, que permite observaciones cada vez más detalladas de los distintos elementos del Universo, ha hecho posible una clasificación de las galaxias por su forma. Se han establecido así cuatro tipos distintos: galaxias elípticas, espirales, espirales barradas e irregulares.
Galaxias elípticas [editar]
En forma de elipse o de esferoide, se caracterizan por carecer de una estructura interna definida y por presentar muy poca materia interestelar. Se consideran las más antiguas del Universo, ya que sus estrellas son viejas y se encuentran en una fase muy avanzada de su evolución.
Galaxias espirales [editar]
Están constituidas por un núcleo central y dos o más brazos en espiral, que parten del núcleo. Éste se halla formado por multitud de estrellas y apenas tiene materia interestelar, mientras que en los brazos abunda la materia interestelar y hay gran cantidad de estrellas jóvenes, que son muy brillantes. Alrededor del 75% de las galaxias del Universo son de este tipo.
Galaxia espiral barrada [editar]
Es un subtipo de galaxia espiral, caracterizados por la presencia de una barra central de la que típicamente parten dos brazos espirales. Este tipo de galaxias constituyen una fracción importante del total de galaxias espirales. La Vía Láctea es una galaxia espiral barrada.
Galaxias irregulares [editar]
Incluyen una gran diversidad de galaxias, cuyas configuraciones no responden a las tres formas anteriores, aunque tienen en común algunas características, como la de ser casi todas pequeñas y contener un gran porcentaje de materia interestelar. Se calcula que son irregulares alrededor del 5% de las galaxias del Universo.
La Vía Láctea [editar]
La Vía Láctea es nuestra galaxia. Según las observaciones, posee una masa de 1012 masas solares y es de tipo espiral barrada. Con un diámetro medio de unos 100.000 años luz se calcula que contiene unos 200.000 millones de estrellas, entre las cuales se encuentra el Sol. La distancia desde el Sol al centro de la galaxia es de alrededor de 27.700 años luz (8,5 kpc) A simple vista, se observa como una estela blanquecina de forma elíptica, que se puede distinguir en las noches despejadas. Lo que no se aprecian son sus brazos espirales, en uno de los cuales, el llamado brazo de Orión, está situado nuestro sistema solar, y por tanto la Tierra.
El núcleo central de la galaxia presenta un espesor uniforme en todos sus puntos, salvo en el centro, donde existe un gran abultamiento con un grosor máximo de 16.000 años luz, siendo el grosor medio de unos 6.000 años luz.
Todas las estrellas y la materia interestelar que contiene la Vía Láctea, tanto en el número central como en los brazos, están siendo situadas dentro de un disco de 100.000 años luz de diámetro, que gira lentamente sobre su eje a una velocidad lineal superior a los 216 km/s.
Las constelaciones [editar]
Tan sólo 3 galaxias distintas a la nuestra son visibles a simple vista. Tenemos la Galaxia de Andrómeda, visible desde el Hemisferio Norte; la Gran Nube de Magallanes y la Pequeña Nube de Magallanes, en el Hemisferio Sur celeste. El resto de las galaxias no son visibles con los ojos sin ayuda de instrumentos. Sí que lo son, en cambio, las estrellas que forman parte de la Vía Láctea. Estas estrellas dibujan a menudo en el cielo figuras reconocibles, que han recibido diversos nombres en relación con su aspecto. Estos grupos de estrellas de perfil identificable se conocen con el nombre de constelaciones. Hasta el presente, se han observado 88 constelaciones, algunas de ellas muy extensas, como Hidra o la Osa Mayor, y otras muy pequeñas como Flecha y Triángulo.
Las estrellas [editar]
Son los elementos constitutivos más destacados de las galaxias. Estos soles, gaseosos y esféricos, brillan por sus gigantescas reacciones nucleares. Si la reacción no es muy grande comienza por emitir una luz roja oscura y después se mueve hacia el estado superior, que es en el que está nuestro Sol, para después al modificarse las reacciones nucleares interiores, dilatarse y enfriarse.
La dilatación por enfriamiento de los gases exteriores la convierte en una gigante roja, se vuelve inestable a la vez que lanza hacia el espacio exterior la mayor parte del material estelar. Este proceso puede durar 100 millones de años, hasta que se agota toda la energía nuclear y se contrae por la gravitación, hasta hacerse pequeña y densa, como una estrella pequeña y blanca o azul, una enana blanca. Si la estrella inicial era más grande que el Sol, su ciclo puede ser diferente: en lugar de una gigante, se vuelve una súpergigante y puede acabar su vida con una explosión.
También hay algunas estrellas que consumen todo su combustible muy rápidamente y continúan contrayéndose hasta convertirse en un agujero negro.
Los púlsares [editar]
Hay estrellas que pueden emitir ondas luminosas y pulsaciones de ondas de radio conocidas como púlsares (Pulsations Radio Sources).
En las reacciones nucleares que se producen la temperatura es tan alta que los átomos de hierro que se han formado se descomponen, la estrella se colapsa y estalla.
Los satélites [editar]
Los satélites naturales son astros que giran alrededor de los planetas. El único satélite natural de la Tierra es la Luna. En Marte hay dos satélites naturales, Fobos y Deimos, observados desde 1877. También se detectan varios satélites girando alrededor de Saturno, Júpiter y Urano.
A continuación se muestran algunos ejemplos de los satélites de algunos planetas del sistema solar:
- Tierra: 1 satélite → Luna
- Marte: 2 satélites → Fobos, Deimos
- Plutón: 3 satélites → Caronte, Nix, Hydra (dejó de ser considerado un planeta por la Unión Astronómica Internacional)
- Neptuno: 8 satélites → Náyade, Thalassa, Despina, Galatea, Larisa, Proteo, Tritón, Nereida
- Urano: 15 satélites → Cordelia, Ofelia, Bianca, Crésida, Desdémona, Julieta, Porcia, Rosalinda, Belinda, Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Oberón.
- Júpiter: 63 satélites → Metis, Adrastea, Amaltea, Tebe, Io, Europa, Ganimedes, Calisto, Leda, Himalia, Lisitea, Elara, Ananke, Carm, Pasifae, Sinope...
- Saturno: 59 satélites → Pan, Atlas, Prometeo, Pandora, Epimeteo, Jano, Mimas, Encélado, Tetis, Telesto, Calipso, Dione, Helena, Rea, Titán, Heperión, Japeta, Febe...
Otros términos [editar]
Cronología del Big Bang
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Esta cronología del Big Bang describe los eventos que han ocurrido y ocurrirán de acuerdo a la teoría del Big Bang, utilizando el parámetro del tiempo cosmológico como las coordenadas comóviles.[1] Las observaciones sugieren que el universo como lo conocemos empezó hace aproximadamente 13.700 millones de años. Desde entonces, la evolución del universo ha pasado por tres fases. El universo muy primigenio, que sigue siendo comprendido pobremente, fue la fracción de segundo que el universo estaba tan caliente que las partículas tenían una energía tan alta que estas sólo son accesibles en la Tierra con un acelerador de partículas. Por tanto, mientras las características básicas de esta época han sido resueltas en la teoría del Big Bang, los detalles están ampliamente basados en conjeturas de culto. Siguiendo a esto, en el Universo primigenio, la evolución del Universo procedió de acuerdo a la conocida física de alta energía. Fue enconces cuando se formaron los primeros protones, neutrones y electrones, después los núcleos y finalmente los átomos. Con la formación de hidrógeno neutro, se emitió el fondo cósmico de microondas. Finalmente, la época de las formaciones estructurales comenzó, cuando la materia empezó a agregarse en las primeras estrellas y quasars y por último se formaron las galaxias, las agrupaciones galácticas y los supercúmulos. El futuro del Univeso no es firmemente conocido.
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El Universo muy primigenio [editar]
Toda nuestra comprensión cosmogónica del Universo muy primigenio es especulativa. Ningún experimento actual prueba suficientemente las altas energías como para proporcionar entendimiento sobre este periodo. Los escenarios difieren radicalmente. Algunas ideas son el estado inicial Hartle-Hawking, el paisaje de cuerdas, la inflación brana, la cosmología de las cuerdas gaseosas y el Universo ekpyrótico. Algunas de estas ideas son mutuamente compatibles, otras no.
La era Planck: 10–43 segundos [editar]
De acuerdo con teorías tentativas y que por el momento no han tenido confirmación empírica adecuada como, la supersimetría como otras teorías que incluirían las teorías de la gran unificación inicialmente lo que hoy en día vemos como cuatro fuerzas fundamentales independientes: electromagnetismo, interacción nuclear débil, interacción nuclear fuerte y la gravedad, serían manifestaciones de una única fuerza fundamental, descritos por un lagrangiano único. Así las constantes de acoplamiento de estas cuatro fuerzas fundamentales habrían tenido el mismo valor y el grupo de simetría de esta teoría incluiría los grupos parciales de simetría de las cuatro fuerzas fundamentales, razón por la que se afirma que estarían unificadas en una única fuerza fundamental.
Poco se conoce sobre esta época, aunque diferentes teorías hacen diferentes predicciones. La teoría de Einstein de la relatividad general predice una singularidad espaciotemporal antes de este tiempo, pero bajo estas condiciones la teoría se espera que fracase debido a los efectos cuánticos. Los físicos esperan que las teorías propuestas de la gravedad cuántica, así como la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles, eventualmente conducirán a una mejor comprensión de esta época.[2]
La Época de la Gran Unificación: 10–33 segundos [editar]
Como el Universo se expande y se enfría desde la época de Planck, la gravedad se empieza a separar de las interacciones de gauge: el electromagnetismo y las interacciones nucleares débil y fuerte. La física a esta escala se puede describir por una gran teoría de unificación en el que los grupos de gauge del modelo éstandar se integra en un grupo mucho mayor, que se rompe para producir las fuerzas de la Naturaleza observadas. Eventualmente, la gran unificación se rompe cuando la interacción nuclear fuerte se separa de la fuerza electrodébil. Esto debería producir monopolos magnéticos.
Inflación cósmica [editar]
La temperatura, y por tanto el tiempo, en que la inflación cósmica ocurrió no se conoce. Durante la inflación, el Universo es alisado y el Universo entra en una fase de expansión rápida homogénea e isótropa en la que se las bases de la formación de estructuras son sentadas en la forma de un espectro primordial de fluctuaciones de casi-invariantes en escala. Parte de la energía de los fotones se convierten en quarks virtuales e hiperiones, pero estas partículas decaen rápidamente. Un escenario sugiere que antes de la Inflación Cósmica, el Universo era frío y vacío, y el inmenso calor y energía asociada con los primeros estados del Big Bang se crearían en el cambio de fase asociado con el fin de la inflación.[3] [4]
Recalentamiento [editar]
Durante el recalentamiento, la expansión potencial que ocurrió durante la inflación cesa y la energía potencial del campo inflatón se descompone en calor, plasma relativista de partículas. Si la gran unificación es una característica de nuestro Universo, la inflación cósmica tiene que ocurrir a la vez o después de que la simetría de la gran unificación se rompe, de otra manera los monopolos magnéticos se podrían observar en el Universo visible. en este momento, el Universo está dominado por la radiación y se forman los quarks, los electrones y los neutrinos.
Bariogénesis [editar]
El universo actual parece contener muchos más bariones que antibariones. Esta asimetría sólo puede explicarse aceptando algún tipo de violación de la simetría CP, entonces una partícula y su correspondiente antipartícula no se comportarían de modo simétricamente equivalente en la evolución temporal del universo. Ya que el universo tiene simetría CPT, la violación CP es posible si existe también violación T (temporal). La bariogénesis asimétrica requiere además que el equilibrio químico sea mucho más rápido que el equilibrio térmico, para que al expandirse el universo tenga una composición homogénea. Además las condiciones de Sakharov tienen que cumplirse poco tiempo después de la inflación. Hay indicios que indican que es posible en modelos físicos conocidos y del estudio de las teorías de la gran unificación, pero el cuadro completo no es conocido.
El Universo primigenio [editar]
En este punto, el Universo está relleno de plasma de quarks-gluones.
La época electrodébil: 10–12 s [editar]
Cuando se produce la ruptura espontánea de simetría electrodébil, se cree que todas las partículas fundamentales adquieren masa vía el mecanismo de Higgs en el que los bosones de Higgs adquieren un valor esperado en el vacío. En este momento, los neutrinos se desemparejaron y empezaron a viajar libremente a través del espacio. Este fondo cósmico de neutrinos, a pesar de ser improbable su observación en detalle, es análogo al fondo cósmico de microondas que fue emitido mucho después.
Ruptura de la Supersimetría [editar]
Si la supersimetría es una propiedad de nuestro Universo, entonces tiene que romperse a una energía por debajo de 1 TeV, la escala de simetría electrodébil. Las masas de las partículas y sus supercompañeras no serían iguales, lo que explicaría por qué no se han observado supercompañeros de las partículas conocidas.
La época del hadrón: 10–6 - 10–2 s [editar]
El plasma quark-gluon del que está compuesto el Universo se enfría hasta formar hadrones, incluyendo bariones como los protones y los neutrones.
Nucleosíntesis: 1 s - 3 minutos [editar]
En este momento, el Universo se ha enfriado lo suficiente como para que se empiecen a formar los núcleos atómicos. Los protones (iones de hidrógeno) y neutrones se empiezan a combinar en núcleos atómicos. Al final de la nucleosíntesis, unos tres minutos después del Big Bang (el libro de Steven Weinberg sobre el Universo primigenio se tituló Los Tres Primeros Minutos del Universo) el Universo se había enfriado hasta el punto que la fusión nuclear paró. En este momento, hay unas tres veces más iones de hidrógeno que núcleos de 4He y solo escasas cantidades de otros núcleos.
1 comentario:
El fondo cósmico de microondas no puede ser ni el eco del Big-Bang, ni sus supuestos restos fósiles, por varias razones que se caen de su peso:
1. Cuando se produjo el Big-Bang, según sus defensores, no existía nada, por lo tanto, la onda expansiva o la energía liberada de la gran explosión no pudo haber chocado con nada para que se produjera un supuesto eco o secuencia de ecos que todavía puedan ser detectables en nuestro planeta. El eco son ondas que rebotan en algún obstáculo que encuentran en su camino. La onda expansiva de la gran explosión tuvo que alejarse del sitio donde se produjo, formando una gran esfera en su frente energético en crecimiento explosivo, abriéndose paso entre la nada, y que al no encontrar ningún obstáculo, debe haber seguido creciendo indefinidamente y pasó hace ya miles de millones de años por este sitio, por donde posteriormente se formó nuestro planeta, por lo tanto actualmente, donde está la tierra, es imposible detectarse ningún eco proveniente de la tal explosión.
2. La energía liberada en el Big-Bang, como la de cualquier explosión, debió haber sido emitida de un solo golpe, con una misma intensidad y en un solo instante y no durante un intervalo de tiempo considerable, primero con gran intensidad y luego, después de mucho tiempo continuar una emisión débil, como para que todavía hoy estén llegando sus restos directamente hasta nosotros y se estén detectando como los llamados o los supuestos : “Restos fósiles del Big Bang”. La única posible onda producida por la supuesta explosión ya va supremamente lejos en el tiempo y en el espacio y viaja alejándose de nosotros.
Cómo hoy vamos a poder detectar algo que pasó por aquí cuando nosotros no existíamos.
Amigos del Big-Bang y de la inflación, por qué no se inventan otra “Prueba Reina” más convincente para su teoría.
martinjaramilloperez@gmail.com
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http://www.monografias.com/trabajos68/nueva-teoria-universo/nueva-teoria-universo2.shtml
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