EL UNIVERSO

1.1.         EL UNIVERSO

El Universo 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.

En el Universo las distancias que separan los astros son tan grandes que, si las quisiéramos expresar en metros, tendríamos que utilizar cifras muy grandes. Debido a ello, se utiliza como unidad de longitud el año luz, que corresponde a la distancia que recorre la luz en un año.

Muy poco se conoce con certeza sobre el tamaño del universo. 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, 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.

Anteriormente, el modelo de universo más comúnmente aceptado era 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. Esto era propio de un universo esférico. Hoy, gracias a las últimas observaciones realizadas por el WMAP de la NASA, se sabe que tiene forma plana. Aunque no se descarta un posible universo plano cerrado sobre sí mismo.

LA FORMACIÓN DEL UNIVERSO

En el comienzo hubo una explosión. No como las que conocemos en la Tierra, que parten de un centro definido y se expanden hasta abarcar una parte más o menos grande del aire circundante, sino una explosión que se produjo simultáneamente en todas partes, llenando desde el comienzo todo el espacio y en la que cada partícula de materia se alejó rápidamente de toda otra partícula.

Al cabo de un centésimo de segundo aproximadamente, que es el momento más primitivo del que podemos hablar con cierta seguridad, la temperatura fue de unos cien mil millones de grados centígrados. Se trata de un calor mucho mayor aún que el de la estrella más caliente, tan grande, en verdad, que no pueden mantenerse unidos los componentes de la materia ordinaria: moléculas, átomos, ni siquiera núcleos de átomos. Se producen justo en la fracción llamada "barrera de Planck"

 El tiempo, radiación, espacio y materia todavía no se han diferenciado, a partir de la barrera de Planck se separan. Hasta entonces existe una sola fuerza común, en la barrera se escinde la gravitación de la súperfuerza ancestral en la que aún no se han diferenciado el electromagnetismo y las fuerzas de interacción fuerte y débil.

 La fuerza interactiva fuerte se separa también, dando lugar a la diferenciación de las primitivas partículas elementales de la que se compondrá toda la materia posterior: quarks, leptones, electrones y neutrinos.

ESQUEMA DE LA HISTORIA DEL COSMOS

·         Al final de los tres primeros minutos, el Universo contenía principalmente luz, neutrinos y antineutrinos. Había también una pequeña cantidad de material nuclear, formado ahora por un 73 % de hidrógeno y un 27 % de helio, aproximadamente, y por un número igualmente pequeño de electrones que habían quedado de la época del aniquilamiento entre electrones y positrones. Esta materia siguió separándose y se volvió cada vez más fría y menos densa.

·         Al separarse la fuerza nuclear fuerte se modifica la energía del vacío. La energía liberada durante el falso vacío produce una burbuja cósmica primigenia que comienza a dilatarse exponencialmente, pero cuanto más se infla más se enfría, regresando al estado de vacío verdadero. Quizás al mismo tiempo se generen otras burbujas similares.

·         La energía interna de la burbuja comienza a condensarse en una sopa de quarks y antiquarks que se destruyen entre sí, hasta superar los primeros a los segundos. La combinación formada por el electromagnetismo y la interacción débil también se divide. Desde entonces cuatro fuerzas con identidades diferentes se encargan de actuar en el cosmos.

Cómo se forman las galaxias.

Los quarks que habían estado libres y en desorden hasta entonces se sintetizan en protones y neutrones, constituyendo el núcleo de todos los átomos del universo. Como en el caso de los quarks, después de la destrucción mutua, los nucleones vencen sobre los anti nucleones, aunque en cantidad ínfima: es la materia de la que nosotros también estamos compuestos.

Cesan las reacciones que absorben a los neutrinos y éstos comienzan a desplazarse libremente por el universo. Comienza la destrucción mutua entre los electrones y sus antipartículas, los positrones; sólo queda un pequeño residuo de electrones.

Los neutrones se desintegran en protones que colisionan formando entonces núcleos de hidrógeno pesado (deuterio) y helio. Los núcleos de helio han consumido los neutrones, finaliza la síntesis de elementos. Los protones restantes son los núcleos de hidrógeno. Domina el electromagnetismo. Los fotones (partículas de luz) colisionan con tanta frecuencia con los electrones que no pueden unirse a los núcleos de los átomos. El gas cósmico es ahora un plasma opaco.

1.2.          TEORIAS SOBRE EL ORIGEN DEL UNIVERSO

Teoría creacionista

Se denomina creacionismo al conjunto de creencias, inspiradas en doctrinas religiosas, según las cuales el Universo y los seres vivos provienen de actos específicos de creación divina. Por extensión, el adjetivo «creacionista» se ha aplicado a cualquier opinión o doctrina filosófica o religiosa que defienda una explicación del origen del mundo basada en uno o más actos de creación por un Dios personal, como lo hacen, por ejemplo, las religiones abrahámicas. Por ello, igualmente se denomina creacionismo a los movimientos seudocientíficos y religiosos que militan en contra del hecho evolutivo.

El creacionismo se destaca principalmente por los «movimientos antievolucionistas», tales como el diseño inteligente, cuyos partidarios buscan sustituir o al menos contrarrestar la enseñanza de la evolución biológica en las escuelas y universidades por una «causa inteligente», arguyendo que existe un debate científico sobre la cuestión. En contraste con esta posición, la comunidad científica sostiene la conveniencia de diferenciar entre lo natural y lo sobrenatural, de forma que no se obstaculice el desarrollo de aquellos elementos que hacen al bienestar de los seres humanos.

Las cosmogonías y mitos de carácter creacionista han estado y permanecen presentes en muy distintos sistemas de creencias, tanto monoteístas, como politeístas o animistas. El movimiento creacionista políticamente más activo y conocido es de origen cristiano protestante y está implantado, principalmente, en los Estados Unidos.

Teoría del Big Bang

La teoría de la gran explosión, mejor conocida como la teoría del Big Bang, es la más popular y aceptada en la actualidad. Esta teoría, a partir de una serie de soluciones de ecuaciones de relatividad general, supone que hace entre unos 14 000 y 15 000 millones de años, toda la materia del universo (lo cual incluye al universo mismo) estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña, hasta que explotó en un violento evento a partir del cual comenzó a expandirse.

Toda esa materia, comprimida y contenida en un único lugar, fue impulsada tras la explosión, comenzó a expandirse y se acumuló en diversos puntos. En esa expansión, la materia se fue agrupando y acumulando para dar lugar a las primeras estrellas y galaxias, formando así lo que conocemos como el universo.

Los fundamentos matemáticos de esta teoría incluyen la teoría general de la relatividad de Albert Einstein junto a la teoría estándar de partículas fundamentales. Todos estos aspectos, no solo hacen de esta la teoría más respetada, sino que dan lugar a nuevas e interesantísimas cuestiones, como por ejemplo si el universo seguirá en constante expansión por el resto de los tiempos o si por el contrario, un evento similar al que le dio origen puede hacer que el universo entero vuelva a contraerse (Big Crunch), entre otras.

 

Teoría inflacionaria

Junto a la que acabamos de ver, esta es otra de las más aceptadas y mejor fundamentadas. La teoría de inflación cósmica, popularmente conocida como la teoría inflacionaria, formulada por el gran cosmólogo y físico teórico norteamericano Alan Guth, intenta explicar los primeros instantes del universo basándose en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro.

Esta teoría supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos (las cuatro fuerzas fundamentales del universo: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil), provocandoel origen del universo. El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, aun cuando la atracción de la gravedad frena las galaxias, el universo todavía crece y absolutamente todo en el universo está en constante movimiento.

Teoría del estado estacionario

La teoría del estado estacionario se opone a la tesis de un universo evolucionario. Los seguidores de esta teoría consideran que el universo es una entidad que no tiene principio ni fin: no tiene principio porque no comenzó con una gran explosión ni se colapsará en un futuro lejano, para volver a nacer.

El impulsor de esta idea fue el astrónomo inglés Edward Milne y según ella, los datos recabados por la observación de un objeto ubicado a millones de años luz, deben ser idénticos a los obtenidos en la observación de la Vía Láctea desde la misma distancia. Milne llamó a su tesis principio cosmológico. 

En 1948, algunos astrónomos retomaron este principio y le añadieron nuevos conceptos, como el principio cosmológico perfecto. Este establece, en primer lugar, que el universo no tiene un génesis ni un final, ya que la materia interestelar siempre ha existido y en segundo término, que el aspecto general del universo no solo es idéntico en el espacio sino también en el tiempo.

Teoría del universo oscilante

La teoría del universo oscilante sostiene que nuestro universo sería el último de muchos surgidos en el pasado, luego de sucesivas explosiones y contracciones.

El momento en que el universo se desploma sobre sí mismo atraído por su propia gravedad es conocido como Big Crunch, marcaría el fin de nuestro universo y el nacimiento de otro nuevo.

Esta teoría fue planteada por el profesor Paul Steinhardt, profesor de física teórica en la Universidad de Princeton.