El Universo en expansion

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El Universo

Enviado por gbonsai

INTRODUCCION

Desde los inicios de los primeros cosmólogos Sócrates y Platón que contemplando el sol, la luna y las estrellas se preguntaban: qué somos, de donde venimos, a dónde vamos; pasando por Aristóteles, Kepler, Lemaitre, quienes descubrieron las primeras leyes que rigen los movimientos de nuestro sistema solar, hasta Newton, Einstein, Hubble, Sandage, Zeldovich, Hawking, y otros que han contribuido con sus teorías y descubrimientos para determinar que el universo está en expansión, continuamente el hombre ha querido encontrar el origen del universo, si pertenecemos a un sistema cerrado o abierto y si este Universo algún día, dentro de miles de millones de años, lanzará su último suspiro para dejar de existir.

Teorías, se han escrito muchas, algunas ya han desaparecido, otras han resistido las críticas y análisis de la comunidad de científicos o aún cuentan con adeptos y las teorías más audaces aún persisten, aunque el único seguidor sea su expositor. Bueno al fin de cuentas todo el mundo tiene derecho a exponer sus ideas. Cuando Einstein, con su pensamiento puro, expuso la Teoría de la Relatividad, nadie se lo creyó y solo el tiempo y comprobaciones científicas le dieron la razón.

EL UNIVERSO EN EXPANSION

La teoría que más adeptos tiene y que en cierta forma se ha podido comprobar como lo veremos más adelante, es que el Universo en su comienzo se formó de una Gran Explosión, la cual envió materia en todas las direcciones y a medida que se enfriaba y se expandía se formaban las estrellas, galaxias, cúmulos y supercúmulos. Esto en cierta forma se ha podido comprobar con las observaciones hechas en el presente siglo desde Edwin Hubble, quien con sus observaciones astronómicas publicadas en 1929, descubrió que las galaxias se estaban alejando unas de otras con velocidades constantes y entre más alejadas estuvieran, mayor velocidad tenían, llegando a determinar que en un comienzo, toda la materia debía existir junta y debido a esa Gran Explosión, actualmente las galaxias se alejan entre sí.

Alan Guth con su teoría de la inflación en 1979, logró crear un modelo matemático que describía la creación del Universo prácticamente de la nada. Según él, el Universo había comenzado de una bola de fuego de energía perfecta con una temperatura casi infinita . En el espacio-tiempo la temperatura bajó a menos de 1026°K, el punto en la cual rompería la simetría de la gran unificación. Pero en lugar de esto, el campo de Higgs se estancó y una pequeña partícula del tamaño de un protón sé superenfrió; dentro de este espacio estaba el equivalente de 10 kilos de falso frío (la energía latente de Higgs). Esta energía que se radiaba hacia afuera con fuerza superexplosiva, empezó a expandirse en forma exponencial. Cada 10-34 segundos la burbuja alcanzaba un doble tamaño y la energía se multiplicaba por ocho. En el momento en que la burbuja alcanzaba el tamaño de una bola de tenis (desde su original del protón), se rompió la simetría en algún lugar de la burbuja en inflación, el campo de Higgs se congeló y aparecieron pequeñas bolsas de vacío auténtico. Los vacíos auténticos se precipitaron hacia fuera a través del universo inflado. Dentro de ellos a medida que se rompía la simetría y que el falso vacío se desintegraba dando el vacío real, la energía de Higgs se condensaba en materia y radiación reales. Era la materia y energía que algún día se convertiría en hidrógeno, helio, estrellas, galaxias, cúmulos, supercúmulos y sistema solar con la raza humana en la Tierra.

La inflación -proclamó Guth- ofrece quizá la primera explicación científica de la creación de casi toda la materia y energía del Universo.

EL UNIVERSO SIN LIMITES

Prácticamente para determinar si el universo tiene límite, se debe comprobar si es abierto o cerrado, si el espacio-tiempo que se imaginó Einstein es curvado, si existe la suficiente fuerza de gravedad que vaya contrarrestando gradualmente la fuerza de expansión del Universo hasta detenerla y si esta fuerza logra romper el equilibrio para hacerlo contraer hasta sus orígenes.

Según la ecuaciones de Friedmann, sobre el universo en expansión, existe una densidad crítica de masa y energía que equivale a un átomo de hidrógeno por metro cúbico. Si el universo es más denso dejará de expandirse, si es menos denso, continuará eternamente en expansión. Esto se ha representado por la letra Omega (W , la última del alfabeto griego), dándole un valor de uno. Si omega es mayor que uno tendremos un Universo finito, si es menor que uno, sería infinito y si es igual a uno, existiría un equilibrio en un tiempo prácticamente infinito. La representación gráfica de este concepto puede verse en la figura 1.

Ante la perspectiva de encontrar omega, los científicos se dieron a la tarea de calcular cuánto hidrógeno existía por metro cúbico en el Universo, habiendo encontrado que solo existía o.1 átomo por metro cúbico, es decir, solo el 10% de la masa necesaria para que el universo dejara de expandirse eternamente.

Posteriores investigaciones sobre el movimiento de galaxias, con el avance de la ciencia, observando los desplazamientos hacia el rojo de las velocidades de ellas, han permitido determinar que hay ciertas irregularidades que solo pueden ser explicadas con la existencia de grandes cantidades de materia inerte, fría y obscura alrededor de las galaxias con masa muy superior a ellas y que podrían contener el 90% de la masa faltante para cerrar el Universo.

Las últimas investigaciones, han detectado la existencia de corrientes y desplazamiento hacia determinadas direcciones. Por ejemplo toda la Vía Láctea es atraída por el cúmulo de Virgo y todo el supercúmulo de Virgo es atraído en la dirección general Hidra-Centauro a unos 600 kilómetros por segundo. Según los científicos, esto es posible con la existencia de grandes masas frías y obscuras, no visibles por otros medios, pero con el efecto de su inmensa gravedad hacen posible la atracción de galaxias y cúmulos completos, haciéndoles desplazar en una determinada dirección.

A estas grandes masas frías y obscuras se les ha denominados Agujeros Negros. Su idea original se remonta a 1784, cuando el inglés John Mitchell expresó "Toda luz emitida por un cuerpo tal habría de regresar a él, por su propia atracción gravitatoria", concepto que fue retomado por el Marqués LaPlace en 1796, al elaborar los cálculos matemáticos que podrían demostrar esta factibilidad concluyendo

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