El Universo

Introducción

Muchas veces nos hemos preguntado por el origen de las cosas, de la vida, la tierra, del cosmos. Estas preguntas vienen rondando a lo largo de la historia en el pensamiento de la humanidad, sin embargo, muy poco se sabía sobre el origen del universo y de la vida; el conocimiento de la historia existente antes de cualquier humano vino con la explosión científico-tecnológica.

Gracias al gran avance en ciencia, es que se ha llegado a las actuales teorías del origen el universo y de la vida misma, sin embargo 3 ciencias son las que juegan un papel fundamental en la obtención de este conocimiento, la Física, la Biología y la Química.

Al analizar de manera superficial la teoría del Big Bang, la investigación acerca de las galaxias, las estrellas y el sistema solar, vemos que la física es quien ha dado la pauta fundamental en la profundización del conocimiento sobre el cosmos. Ahora bien, si miramos un poco las teorías sobre el origen de la vida, se encuentran la biología y la química de la mano para darnos una noción acerca del origen de esta gran diversidad de organismos vivos.

En la información presentada en este trabajo, se habla de manera sencilla de estos temas, donde se puede ver que estas ciencias juegan un papel fundamental, así como las conexiones existentes entre ellas, ya que ninguna ciencia se encuentra enteramente separada de otra, algunos temas tocados por la biología pertenecen a la química y a la física, de igual modo existen campos de estudio compartidos entre la química y la física, y así sucesivamente se pueden encontrar relaciones entre las diferentes disciplinas.

El universo

Al mirar a través del universo, miramos hacia el pasado. La luz, viajando a 3X108 km/s, ha tardado miles de millones de años en llegar a la Tierra desde las lejanas galaxias. Vemos las galaxias más distantes a través de de miles de millones de años luz, tal y como era en la juventud del universo.

¿Pero qué aspecto tiene realmente el universo? La opinión moderna sobre los orígenes y el futuro del universo se basa en la idea del Big Bang, una gran explosión que inicia la expansión del universo. La idea que se suele tener del Big Bang es la de las galaxias saliendo disparadas por el espacio tras una gran explosión. Por lógica esto lleva a preguntarse qué pasó antes del Big Bang y dónde ocurrió. Ta les cuestiones derivan de una comprensión errónea del concepto Big Bang. Las galaxias no se dispersan volando por el espacio, sino que el espacio se expande llevándoselas consigo. El Big Bang no fue una explosión que ocurrió dentro del espacio, si no una explosión de espacio tiempo. El espacio y el tiempo surgieron con el Big Bang. Antes no había tiempo y todo el espacio se creó en ese proceso.

Representación de algún lugar en el universo

Origen del universo

La teoría del Big Bang sostiene que el Universo tuvo un comienzo y que ese comienzo fue tan cataclísmico que es imposible concebir lo que existía antes de ese evento. Según la teoría, el Universo hizo erupción a partir de una singularidad infinitamente densa hace 15 y 20 mil millones de años. Los primeros minutos después de la gran explosión se produjeron tales extremos de energía que, según se cree, las cuatro interacciones de la física estaba unificadas y toda la materia estaba contenida en una “sopa de quarks” indiferenciada.

Durante los primeros 10-43s (la época ultracaliente, T~1032 K, se presume que las fuerzas fuerte, electrodébil, y gravitacional estaban unidas para formar una fuerza totalmente unificada. En los primeros 10-35s siguientes (la época caliente T~1029 K) la gravedad se liberó de esa unificación y las fuerzas fuerte y electrodébil siguieron siendo una, lo cual se describe con la teoría de la gran unificación. Éste fue un periodo en el que las energías de las partículas eran tan grandes (>1616GeV) que existían partículas muy masivas y también quarks, leptones y sus antipartículas. se expandió y se enfrió rápidamente (la época templada, T ~1029 a 1015 K), las fuerzas fuerte y electro débil se separaron y el gran esquema de la unificación se rompió. A medida que el universo siguió enfriándose la fuerza electrodébil se dividió en la fuerza débil y la fuerza electromagnética, aproximadamente 10-10s después del Big Bang.

Después de unos cuantos minutos, los protones se condensaron y se separaron de la sopa caliente. Durante media hora, el universo estuvo sometido a una detonación termonuclear, explotó como una bomba de hidrógeno y produjo la mayor parte de los núcleos de helio que existe en la actualidad. El universo continuó con su expansión y su temperatura descendió. Hasta 700 000 años después del Big Bang, en el Universo predominó la radiación. La radiación energética impedía que la materia formara individuales de hidrógeno porque las colisiones ionizaban instantáneamente cualquier átomo que pudiera formarse. Los fotones estaban sometidos a una constante dispersión de Compton por el enorme número de electrones libres, de lo cual resultba un Universo que era opaco a la radiación. Para cuando el Universo tenía aproximadamente unos 700 000 años, ya se expandido y enfriado a unos 3 000K, y los protones podían unirse a electrones para formar átomos de hidrógeno neutro. Como la energía de los átomos estaba cuantizada, el número de longitudes de onda absorbidas, por átomos fue mucho mayor que el de las longitudes de onda absorbidas, con lo cual el Universo se volvió repentinamente transparente a los fotones. La radiación ya no predominó en el Universo y empezó la constante formación de motones de materia neutra.

A partir de este momento la materia quedó libre para responder a la influencia de la gravedad. Las primeras generaciones de estrellas individuales se formaron a partir de pequeños nódulos en grandes nubes de gases que se convirtieron en galaxias enteras. Las galaxias formaron cúmulos y súper cúmulos que todavía hoy siguen dispersos por el universo.

Galaxias

Aunque hacía ya mucho tiempo que se sospechaba la existencia de otras galaxias además de la Vía láctea, no fue un hecho aceptado hasta que, en los años veinte, Edwin Hubble midió la distancia a alguna de las galaxias más cercanas. Las galaxias se clasifican según su aspecto general, puesto que sólo pueden percibirse las estrellas más brillantes de las galaxias más cercanas a la Tierra.

Las más conocidas son las galaxias espirales, como la Vía Láctea. Las fotografías la

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