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Origen y evolución del Universo



El Origen

Para lograr entender el origen del Universo nuestra mente debe abstraerse de lo conocido, situarse por un momento en medio de la nada y tratar de imaginar lo que puede ser esto, o sea, donde no existe el espacio, no existe el tiempo y no existe la materia.

Tiempo 0

Nuestra historia se inicia justamente ahí, en medio de la nada y nuestro reloj cósmico coloca sus punteros en el segundo cero (TIEMPO= 0), hecho que ocurrió hace ya quince mil millones de años.

… Y todo ocurrió en menos de un segundo. Si, el Universo se formó en un tiempo tan breve que toda la materia que hoy día existe se formó antes que hubiera transcurrido el primer segundo después de la creación.

Nadie aún ha logrado explicar que es lo que realmente sucedió, pero lo que está claro es que algo ocurrió.

Fue así como una bola de energía muy brillante apareció. Su densidad y temperatura eran casi infinitas. Este fue el Universo en su primer instante de vida, un tiempo tan breve que es imposible de imaginar.

Por alguna razón esta bola de energía explotó, hecho que se conoce como el Big-Bang (la gran Explosión) y producto de ella se formó toda la materia que hoy existe en el Universo. Esto se ha demostrado a través de la formula de Albert Einstein E=mc2 que relaciona a la energía con la materia (m) y la velocidad de la luz al cuadrado (c2). Así, gran parte de la energía del Universo original se transformó en materia y anti-materia. En el mismo instante de la Gran Explosión había nacido el tiempo, el espacio, la materia y la gravedad, la principal fuerza del Universo.

La Gran Explosión debe haber sido un espectáculo maravilloso difícil de imaginar y de comprender. Lamentablemente nadie estuvo allí para contarlo.

La temperatura del Universo diminuto del primer instante era altísima y debido a esto la materia y antimateria compuesta por partículas sub-atómicas no podía estabilizarse en átomos como la conocemos hoy día. El desorden y el caos eran totales. Las partículas se aniquilaban unas contra otras y sólo algunas lograban sobrevivir. La radiación, producto de la Gran Explosión era altísima y predominaba por sobre la materia recién formada.

A partir de la Gran Explosión el Universo comenzó a expandirse y a enfriarse a una velocidad vertiginosa.

Así, cuando había transcurrido 1 segundo desde la creación ya el panorama era muy distinto y las partículas sub-atómicas comenzaban a organizarse.

La evolución

El Universo se formó a partir de una concentración de energía que explotó y dio lugar a toda la materia que hoy existe en el Cosmos. Este proceso se denomina “Big Bang o Gran Explosión. En el instante de la creación, la temperatura y densidad del Universo eran infinitamente altas.

Tiempo 1 segundo

Cuando la edad del Universo era de 1 segundo, su temperatura ya había descendido bastante, alcanzando los 10.000 millones de grados. De esta manera las partículas subatómicas tales como los Neutrinos, Fotones y Wimps que componían casi la totalidad de la materia co¬menzaban a dar lugar a los Protones, Neutrones y Electrones.

Con el paso del tiempo, el Universo continuó su expansión y su temperatura media fue cada vez menor.

Tiempo 3 minutos

Cuando el Universo cumplió los primeros tres minutos de edad, su temperatura ya había descendido a 900 millones de grados y este ambiente hizo posible el nacimiento de los primeros elementos tales como el Hidrógeno, Helio y Litio de la manera como los conocemos hoy día.

Así, el Universo de tres minutos se componía básicamente de un 77% de Hidrógeno, un 23% de Helio y una mínima parte de Litio, pro¬ porción que se mantiene inaltera¬ da hasta ahora en algunos lugares del Universo.

Tiempo 300.000 años

Y el Universo conti¬nuó su expansión y también su pérdida de temperatura. A la edad de 300.000 años la materia era la misma pero el espacio que la albergaba había crecido enormemente. El espacio que ocupaba el Universo primitivo era pequeño y la enorme radiación presente bombardeaba a todas las partículas por doquier.. De esta manera, las partículas (fotones) de luz no podían desplazarse libremente y el Universo hasta entonces era opaco y no transparente como lo conocemos en la actualidad. Cuando cumplió los 300.000 años la temperatura bajó a 3.000 grados lo que permitió a la materia organizarse en átomos estables y distanciados. De esta manera los fotones de luz pudieron desplazarse libremente. La luz había llegado al Universo. A partir de este momento, los átomos de Hidrógeno y Helio comenzaron a aglomerarse y la materia comenzó a desplazar a la radiación como ente más importante en la evolución del Universo hasta ese momento. Así, la gravedad de las primeras nubes de Hidrógeno y Helio comenzaba a formar grandes aglomeraciones de estos gases. Estaban comenzando a nacer las primeras nebulosas que luego de transcurridos algunos millones de años pasarían a formar las primeras galaxias del Cosmos.

Las Galaxias

Cuando el Universo había cumplido los trescientos mil años de edad, estaba constituido por átomos de Hidrógeno y Helio, y también por una pequeña parte de Litio. Estoa átomos estaban inmersos en el Universo cuyo volumen era muchísimo menor que el que conocemos hoy en día. Esto significó que toda la materia, cuya cantidad era la misma que hoy existe, se agrupara en grandes nubes que contenían los átomos muy apretados unos contra otros. Así, las enormes aglomeraciones de materia dieron lugar a lo que serían las primeras Galaxias. Las altísimas temperaturas y presión dentro de estos conjuntos causaron el nacimiento de las estrellas.

La materia existente en las Galaxias en formación se aglomeraba a su vez en nubes de menor tamaño denominadas Nebulosas, las que comenzaban a arder a través de reacciones termonucleares.

Esto es lo que conocemos como fusión nuclear.

Estas nebulosas en combustión se denominan proto-estrellas que luego de arder durante algunos cientos de miles de años, se transforman en las estrellas que podemos observar.

La velocidad con que nacían las estrellas dentro de las Galaxias era vertiginosa, fenómeno que continúa ocurriendo, hasta ahora, de la misma manera.

Nuestra estrella, el Sol, que es el centro de nuestro Sistema Solar, está situado en la galaxia denominada “Vía Láctea” junto con aproximadamente otras 200.000 millones de estrellas.

La Vía Láctea es una galaxia en forma de espiral con un diámetro de 100.000 años luz y cuya formación se inició hace unos ocho mil millones de años.

Junto a nuestra Galaxia se ubican otras treinta que en conjunto forman el “Grupo Local”.

La de mayor tamaño es la Galaxia Andrómeda, con 400.000 millones de estrellas y a dos millones de años luz de nosotros.

La Vía Láctea gira en torno a su centro y demora unos 250 millones de años en completar un giro completo.

Nuestra Galaxia tiene dos galaxias satelitales que giran en torno a ella. Estas son Las Nubes de Magallanes, que pueden ser observadas a simple vista en una noche sin Luna.

Los adelantos tecnológicos permiten hoy en día poder observar cientos de miles de Galaxias lejanas a través de potentes telescopios ubicados, muchos de ellos, en el norte de nuestro país, principalmente por lo transparente de los cielos que imperan en esa zona. Esto ha permitido la instalación de los observatorios más potentes del mundo.

Año Luz:

Debido a las inmensas distancias que separan a las estrellas y a las Galaxias, en astronomía se utiliza la unidad de medida “Año Luz” la cual significa la distancia que un haz de luz recorre en un año. Esta velocidad es de aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo, lo que equivale a dar ocho veces la vuelta a la Tierra en tan sólo un segundo.

Nacimiento y Vida de las Estrellas

Las estrellas son gigantescas fuentes de energía que iluminan el Universo, entregan su luz y calor a los planetas y permiten que exista vida como la conocemos en la Tierra.

El Nacimiento

Las estrellas nacen dentro de las Galaxias, fenómeno que ocurre debido a grandes condensaciones de polvo estelar (átomos de Hidrógeno y Helio) que forman nubes llamadas Nebulosas.

Estas Nebulosas, que son de miles de millones de kilómetros de extensión, se contraen hacia su interior debido a su propia gravedad lo que provoca un enorme incremento en la temperatura en su centro: unos 15 millones de grados. Así, el centro de la nebulosa comienza a arder y a entregar luz y calor a su alrededor. El inicio de este proceso también puede ser motivado por la explosión de una estrella en las proximidades de la Nebulosa.

El polvo estelar que se ubica más retirado de de su centro se condensa en esferas de menor tamaño formando así los planetas que girarán alrededor de la estrella durante miles de millones de años.

Las estrellas son enormes esferas que arden durante millones de años. El fuego que se produce dentro de ellas se debe a un fenómeno conocido como fusión nuclear que consiste en que átomos de Hidrógeno se unen en presencia de mucho calor (millones de grados) para formar átomos de Helio y otros elementos tales como Litio y Carbono, por mencionar algunos.

De esta fusión nuclear se libera radiación estelar que finalmente se convierte en la luz y calor que llega a los planetas que giran en torno a las estrellas.

En nuestro caso particular, el calor y la luz llegan a la Tierra proveniente de nuestra estrella, la cual bautizamos con el nombre de Sol.

Vida, Vejez y Muerte

Una vez que la estrella ha nacido y junto a ella los planetas que giran a su alrededor, transcurren algunos miles de millones de años en que la estrella continúa quemándose entregando su calor y luz al espacio exterior. Este proceso ocurre sin apremios ni trastornos y durará mientras perdure el combustible en el interior de la estrella que es el Hidrógeno.

En este período de tiempo las estrellas se ven azules, titilantes y brillantes en el cielo lejano,

Cuando a las estrellas se les comienza a terminar el combustible se inicia el ciclo de vejez y muerte.

El diámetro de una estrella como la nuestra (el Sol) es de 1.300.000 kilómetros, es decir, unas cuatro veces la distancia entre la Tierra y la Luna, o bien unas 1.300 veces la distancia entre San Antonio y Puerto Montt.

Cuando a las estrellas se les comienza a agotar el Hidrógeno de su interior se inicia un proceso de aumento considerable de su volumen, pudiendo incrementar su diámetro unas cien veces. En el caso del Sol, aumentará su diámetro hasta la órbita de la Tierra para devorarse al planeta Mercurio, Venus y la misma Tierra. Pero no se preocupen. Esto ocurrirá en un futuro muy, muy lejano.

Así, el Sol se habrá convertido en una estrella “Gigante Roja” cuyo centro luego de algún tiempo se contraerá violentamente para transformarse en una pequeña estrella densa que se denomina Enana Blanca” La parte exterior de la gigante Roja explotará y junto con ella todo el Sistema Solar. Habrá fragmentos de nuestro sistema planetario por todas partes a la deriva en el Universo.

Estos fragmentos serán atraídos por otros sistemas planetarios pasando a formar parte de ellos en algún lugar lejano de nuestra Galaxia, de la misma manera como en el pasado nuestro planeta, la Tierra, también se formó con los restos de algún sistema planetario que había corrido la misma suerte que espera al nuestro.




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