1 Baca G1 Origen Universo_ionescu

Trabajo sobre:

El origen del UNIVERSO Hecho por:

Gaspar Bustamante Alin Ionescu Carima Novicov Roxana Serban

Índice Introducción del universo

pág.3

Composición del universo Estructura del universo

pág.4 pág.7

Teorías sobre la formación del universo Influencia de la religión en la ciencia ¿ Ha existido siempre?

pág.10 pág.13

pág.14

Comentario del libro “ El universo en una cascará de nuez pág.16 Las teorías cambian, ¿ porqué? ¿ Dónde acabará?

pág.18

pág.17

¿Qué es el Universo? El Un iver so es todo , si n e xcep cion es. Materia, energía, espacio y tiempo, todo lo que existe forma parte del Universo. Es muy grande, pero no infinito. 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 superconductor, además de materia intergaláctica. Todavía no sabemos con exactitud la magnitud del Universo. La materia se concentra en lugares concretos: galaxias, estrellas, planetas ... El 90% del Universo es una masa oscura, que no podemos observar. Los 10 elementos más abundantes son: Símbolo

Elemento químico

Átomos

H

Hidrógeno

1000000

He

Helio

63000

O

Oxígeno

690

C

Carbono

420

N

Nitrógeno

87

Si

Silicio

45

Mg

Magnesio

40

Ne

Neón

37

Fe

Hierro

32

S

Azufre

16

Nu estr o lu ga r e n el U ni ver so Nuestro mundo, la Tierra, es minúsculo comparado con el Universo. Formamos parte del Sistema Solar, perdido en un brazo de una galaxia que tiene 100.000 millones de estrellas, pero sólo es una entre los centenares de miles de millones de galaxias que forman el Universo.

La t eoría de l Bi g Ba ng expl ic a cómo s e f or mó. Dice que hace unos 15.000 millones de años la materia tenía una densidad y una temperatura infinitas. Hubo una explosión violenta y, desde entonces, el universo va perdiendo densidad y temperatura.

COMPOSICIÓN DEL UNIVERSO Penzias y Wilson ( 1960) descubrieron la radiación de fondo microondas que fue emitida en los primeros instantes de la vida en el universo, justo cuando la materia pasó de a ser predominante. Este hecho confirmaba la isotropía y homogeneidad del universo, esto es, el Principio Cosmológico. En un universo completamente isótropo era imposible la formación de las galaxias y cúmulos , pero el satélite COBE manifestó un hecho :la radiación de fondo tiene una alto grado de isotropía, pero no es completamente anisótropo. Al observar regiones separadas del universo, el COBE distinguía diferencias de temperatura del orden de una cienmilésima de grado( anisotropías ), que gracias a eso:

1. Los investigadores pudieron saber la densidad media total,

= 1.02, con una incertidumbre del 6% , del universo(el satélite WMAP, posteriormente, confirmó este valor con una incertidumbre menor, un 2%). Este resultado predice cual puede ser el futuro del universo e informa su geometría , ya que las ecuaciones cosmológicas fijan las condiciones para que el espacio sea hiperbólico ( l < 1), plano ( = 1) o esférico ( > 1). Y, el radio de curvatura del universo debe ser muy grande, tanto, que algunos de forma poco rigurosa hablan de un universo "plano".

2. También una información significativa sobre la constitución del universo. El satélite WMAP, y otras experiencias han confirmado :aproximadamente el 30% del universo es materia oscura y el 70% restante, energía oscura. La materia ordinaria constituye una fracción insignificante.La información sobre los componentes principales del universo es muy escasa: la energía oscura: es una forma hipotética de materia que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión negativa y que tiende a incrementar la aceleración de la expansión del Universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva. Formas: - la constante cosmológica, una densidad de energía constante que llena el espacio en forma homogénea (se piensa que se origina en la energía del vacío) - campos escalares como la quintaesencia: campos dinámicos cuya densidad de energía puede variar en el tiempo y el espacio. Para su distinción se necesitan mediciones muy precisas de la expansión del Universo, para ver si la velocidad de expansión (parametrizada por la ecuación de estado.) cambia con el tiempo. Hay casos como la energía fantasma, en que la densidad de energía de la quinta esencia realmente se incrementa con el tiempo y la esencia-k (acrónimo de quintaesencia cinética) que tiene una forma no convencional de energía cinética. materia oscura: En astrofísica y cosmología física es la materia hipotética de composición desconocida, que no emite o refleja suficiente radiación electromagnética para ser

observada directamente con los medios técnicos actuales pero cuya existencia puede inferirse a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias, así como en las anisotropías del fondo cósmico de microondas . Fue detectada por lentes gravitacionales en agosto de 2006 , y consiste de neutralinos .

La materia oscura es una forma de materia, mientras que la energía oscura es un campo que llena todo el espacio.

3. Hay evidencias observacionales apoyando que el universo está sometido a un proceso de aceleración. La teoría de la relatividad general de Einstein requiere que haya algún mecanismo responsable de este fenómeno, bien alguna clase de materia desconocida, o de energía (peculiar cuya presión y densidad tienen signo contrario). La cosmología estándar establece que el paso del primitivo universo de radiación al actual, dominado por la materia, ocurrió cuando el universo tenía unos 350000 años de edad, que corresponde a un valor del desplazamiento al rojo de z = 1300 y la formación de las galaxias y cúmulos de galaxias tuvo lugar a z = 20.

Esquema de la historia térmica del universo y que sitúa la época de inflación, la nucleosíntesis del helio y el instante de emisión de la radiación de fondo microondas .

En resumen Las principales diferencias entre las descripciones del universo de la nueva cosmología y la antigua, son las siguientes: ●

Periodo inicial del universo, inflación , caracterizado por una rápida expansión que explica la "planitud" y las fluctuaciones de densidad que más tarde, en el periodo dominado por la

materia, dieron lugar a la formación de las estructuras materiales.

La gráfica muestra como después de la enorme expansión producida por la inflación ( representada por la línea roja vertical), el nuevo modelo solapa con el antiguo.

●

.

Composición aproximada de un 70% de energía oscura y un 30% de materia oscura (29% de materia no ordinaria y un 5% de materia bariónica ).

Evolución con el tiempo de los conocimientos sobre los principales contribuyentes del universo.

●

El universo actual está acelerado. La composición mayoritaria del universo no es materia ordinaria y desconocemos cual es su naturaleza y propiedades.

Visión artística de la expansión del universo. La zona roja corresponde a los primeros instantes, dominados por la radiación. La azul, al universo material, donde ocurrió la formación de las grandes estructuras que observamos actualmente. En la transición del rojo al azul, ocurre la emisión de la radiación de fondo microondas .

ESTR UC TUR A D EL UNIVE RS O ¿Qué tan grande es el universo? y ¿De qué esta compuesto?   Las galaxias normalmente se encuentran agrupadas en cúmulos, pero tomado  en conjunto el universo parece ser uniforme. Las distancias entre galaxias son  colosales (varios millones de años luz). El tamaño del universo es  inimaginable: a la velocidad de la luz tardaríamos 30.000 millones de años para  ir de un extremo a otro del universo.  foto--> http://astroverada.com/_/Graphics/Extragalactic/Escalas.JPG GALAXIAS  Una galaxia es un conglomerado de miles de millones de estrellas como el Sol.  Por ejemplo la galaxia donde se encuentra nuestro sistema solar, se llama La Vía, y alberga 100 mil millones de estrellas. Algunas galaxias tienen forma de  espiral con sus estrellas rotando a gran velocidad en torno a su centro donde  puede residir un agujero negro.  foto ­­> http://lasegundapuerta.com/wp-content/uploads/2007/08/galaxias-deluniversocomp.jpg Sol.

NUESTRA GALAXIA 

Nuestro sistema solar se encuentra en el brazo de una galaxia espiral llamada LA VÍA  LÁCTEA a una distancia de 30.000 años­luz de su centro. La Vía Láctea está formada principalmente por 100.000 millones de estrellas,  agrupadas en un disco que da vueltas a una velocidad de 1 revolución cada 300 millones  de  años. ----> foto http://astroverada.com/_/Graphics/MilkyWay/espiral.JPG

LAS ESTRELLAS  Una estrella es una inmensa esfera de gas que emite luz propia debido a 

reacciones termonucleares en su centro. La fuerza gravitacional tiende a  compactar el gas hacia el centro, pero el trabajo realizado por la gravedad en  este proceso sube la temperatura y aumenta la presión del gas hacia afuera.  La gravedad y la presión tiran en sentido contrario y así mantienen un  equilibrio.  La fuente de energía en una estrella es la fusión nuclear de hidrógeno para  producir helio. En algunos casos también se forman elementos más pesados  que el helio. Cuando se acaba el material necesario para mantener estas  reacciones nucleares la estrella puede convertirse en una enana blanca, o  gigante roja, o supernova, o estrella de neutrones, o agujero negro.   foto---> http://astroverada.com/_/Graphics/Stars/dogsrgb2.jpg

EL SISTEMA SOLAR  En uno de los brazos de la Vía Láctea se encuentra un sistema planetario  compuesto de una estrella central, el Sol, ocho planetas incluyendo la Tierra, y  61 satélites o lunas. Nuestro sistema solar se formó hace 4.500 millones de años  Planetas Interiores: Los planetas Mercurio, Venus, la Tierra y Marte son sólidos  y rocosos como la Tierra.  Planetas Exteriores: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno son casi totalmente  gaseosos. Desde agosto del 2006 Plutón ya no es considerado un planeta. foto --> http://astroverada.com/_/Graphics/Planets/Planets.gif

EL SOL  La Tierra gira en órbita en torno a una estrella a una velocidad de 30 kilómetros  por segundo completando una vuelta cada 365 días. Esa estrella es el SOL,  una bola gigantesca de hidrógeno y helio que se encuentra a una distancia de  27.000 años­luz del centro de nuestra Galaxia.  El Sol es tan grande que en su volumen cabe la Tierra 1.200.000 veces. En el  centro del Sol se consumen 700 millones de toneladas de hidrógeno cada  segundo por la fusión nuclear produciendo la energía necesaria para mantener  la vida sobre la Tierra.  foto --> http://www.sindioses.org/cienciaorigenes/universo/Sun.jpg

PLANETAS INTERIORES  Los planetas más cercanos al Sol (Mercurio, Venus, Tierra y Marte,) se  caracterizan por estar constituidos de materia sólida, como las rocas en la  Tierra.  PLANETAS EXTERIORES  Los planetas más grandes del sistema solar residen en las órbitas más  alejadas del Sol. Sus tamaños gigantescos y su composición líquida y gaseosa  los hace muy diferentes de los planetas interiores.  Júpter, Saturno, Urano y Neptuno son planetas que han sufrido menos  evolución y por lo tanto se asemejan al sistema solar como era poco después  de su formación.  Júpiter: es el planeta más grande del sistema solar. En su interior cabe la Tierra  1.400 veces. Tiene 16 lunas, una de ellas (Ganimedes) más grande que el  planeta Mercurio.  Saturno: famoso por sus anillos es el segundo planeta más grande del sistema  solar y su atmósfera de hidrógeno y helio es similar a la de Júpiter. Saturno  tiene 17 lunas.  Urano: se encuentra a una distancia del Sol de 2.870 millones de kilómetros y  por esta razón es un planeta frío (­215 °C). Una fracción de los elementos que  forman su atmósfera se encuentran congelados.  Neptuno: es un planeta de tamaño y constitución similares a Urano. Su  existencia fue predicha con base en los cálculos de la órbita de Urano usando  la Mecánica de Newton.  Plutón: este cuerpo menor (compuesto de un núcleo rocoso y una capa de  hielo) ya no es considerado un planeta (2006) debido a que no tiene suficiente  masa para hacer que su propia fuerza gravitacional le de forma esférica. 

LA TIERRA La Tierra es un planeta insignificante del sistema solar, donde surgió la vida  hace 3.500 millones de años. Este punto pálido y azul ocupa un lugar poco  importante en el Universo.  El planeta Tierra se formó hace 4.600 millones de años a partir de pequeños  trozos de roca y del mismo material primordial de donde se formó el Sol. 

La Tierra se mueve en torno al Sol a una velocidad de 30 kilómetros por 

segundo. Es como si estuviéramos montados en una nave espacial con 5.900  millones de pasajeros. El único problema es que estamos degradando las  condiciones que mantienen la vida y si este proceso continúa es muy probable  que ocurra la extinción global de la vida en la Tierra.

foto ­­>  http://almez.pntic.mec.es/~jmac0005/ESO_Geo/TIERRA/Fotos/Tierra.jpg LOS CUERPOS MENORES  Los cuerpos menores de mayor visibilidad son las lunas o satélites que  adornan algunos de los planetas. Conocemos un total de 61 lunas en el  sistema solar.  Existen más de 2 millones y se encuentran principalmente en un cinturón entre  las órbitas de Marte y Júpiter. Cuando un fragmento de roca o de metal  interplanetario cae en la Tierra se le llama meteorito. Algunos de estos  impactos pueden ser bastante violentos como el impacto que dejó el cráter de  Chixchulub en la península de Yucatán que se piensa es el responsable de la  extinción de los dinosaurios hace 65 millones de años. foto --> http://sistemamaichup.galeon.com/Galaxia.jpg

Teorías sobre la formación del universo Teoría geocéntrica de Tolomeo Sus hipótesis fundamentales: 1.- Los cielos son esféricos y se mueven circularmente en torno a un eje fijo. 2.- Dado que la Tierra es el elemento más pesado y todas las cosas pesadas son conducidas hacia ella y tienden hacia su auténtico punto medio, quedando inmóviles en el centro. En consecuencia tanto más descansará toda la Tierra en el centro y ella que recibe en si todo lo que cae, permanecerá inmóvil por su peso. 3.- La Tierra es esférica, puesto que por cualquier parte se apoya en su

centro. 4.- La Tierra está exactamente en el centro del cielo como un punto geométrico, así que el horizonte biseca el ecuador y la eclíptica en dos partes iguales. 5.-Tolomeo decía que la Tierra hacia el movimiento de rotación, pero Aristóteles desmintió esta afirmación con la siguiente frase: Consecuentemente dice Tolomeo de Alejandría si la Tierra diese vueltas, al menos una revolución diaria, su movimiento tendría que ser muy violento y su rapidez insuperable, ya que en 24 horas recorrerá todo el ámbito de la Tierra. Pero este movimiento vertiginoso lanzaría de repente todas las cosas y parecerían incapaces de unirse, y más bien se dispersaría lo unido, a no ser que por alguna fuerza de coherencia las mantuviera en su unidad, y hace tiempo la Tierra dispersada se habría elevado al mismo Cielo y con mayor motivo los seres animados y demás cosas sueltas en manera alguna permanecerían estables. Pero tampoco las cosas que caen se dirigirían en línea recta al lugar destinado para ellas ni en la perpendicular al desplazarse entre tanto por tanta rapidez. Y también veríamos que las nubes y cualquier otra cosa pendiente en el aire, siempre eran arrastradas hacia el ocaso. 6.- Demuestra que todos los fenómenos del firmamento son producidos por movimientos circulares y uniformes.

Teoría heliocéntrica de Copérnico La teoría de Copérnico establecía que la Tierra giraba sobre sí misma una vez al día, y que una vez al año daba una vuelta completa alrededor del Sol. Además afirmaba que la Tierra, en su movimiento rotatorio, se inclinaba sobre su eje (como un trompo). Sin embargo, aún mantenía algunos principios de la antigua cosmología, como la idea de las esferas dentro de las cuales se encontraban los planetas y la esfera exterior donde estaban inmóviles las estrellas. Esta teoría también sostenía que la esfera exterior de las estrellas fijas era estacionaria. Una de las aportaciones de la teoría de Copérnico era el nuevo orden de alineación de los planetas según sus periodos de rotación. A diferencia de la teoría de Tolomeo, Copérnico vio que cuanto mayor era el radio de la órbita de un planeta, más tiempo tardaba en dar una vuelta completa alrededor del Sol.

Teoría del Big Bang Supone que hace 15.000 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones. Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución.

Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad".

La teoría Inflacionaria Intenta explicar los primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro. Supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el origen al Universo. El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece. No se puede imaginar el Big Bang como la explosión de un punto de materia en el vacío, porque en este punto se concentraban toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. No había ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo también se expanden con el Universo. En las primeras millonésimas de segundo tras el big bang, las 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza estaban unidas, la gravedad, las interacciones fuerte y débil, así como el electromagnetismo estaban unidas en un único bosón que a la fecha no se ha podido reproducir en condiciones de laboratorio. La siguiente fase, representó una enorme liberación de energía que proporcionó el impulso necesario para que en cuestión de milésimas de segundo el Universo creciera prácticamente a su tamaño actual. Esta fase consistió en la separación de la interacción fuerte y la fuerza electro débil. La separación fue tan energética que el Universo creció de unos cuantos centímetros a prácticamente su tamaño actual en cuestión de segundos. En estos momentos aún no había materia en el Universo, todo estaba regido por extraordinarias cantidades de energía en forma de radiación y la distribución de la misma en el incipiente Universo demostró no ser uniforme, así que durante esta fase inflacionaria, fue que se fijaron las grandes estructuras que podemos observar en el Universo.

¿C om ó inf luy e la rel ig ió n en la cie nc ia? La influencia de la religión en la ciencia se puede observar en los casos de Copernico, Bruno y Gallileo

Copérnico(nació el 19 de febrero de 1473 )

Sus cálculos permitirían a la Iglesia desarrollar un calendario con más exactitud que el que tenían, pero por otra parte era consciente de que plantear su sistema de planetas que giraban en órbitas circulares alrededor del Sol resultaba peligroso( sus veinticinco años de trabajo resumidos en De Revolutionibus Orbium Coelestium no fueron publicados hasta después de su muerte en 1543, por miedo a sufrir persecuciones). Desplazar la Tierra del centro del Universo era un crimen, por lo menos para el mundo cristiano. Sostener la teoría de que esta gira alrededor del sol implicaba cuestionar a los padres de la Iglesia, algo tanto o más pecaminoso que diseccionar un cadáver ("crimen" que impidió que en Occidente se descubriera la circulación de la sangre trescientos cincuenta años después de que los árabes lo hubieran hecho).

Giordano Bruno (nacido cerca de Nápoles en 1548) Se ordenó sacerdote a los veinticuatro años, pero fue mucho más que eso. Filósofo, astrónomo y matemático, no tardó en chocar con el dogmatismo de la Iglesia en tiempos de la contrarreforma. Creía que filosofía y religión debían ir por caminos separados y adhirió a la teoría copernicana (aunque su pensamiento iba mucho más allá del terreno científico). Defender la cosmología de Copérnico frente al sistema de Aristóteles le costó, entre otras cosas, la expulsión de Oxford, donde enseñaba, y de Inglaterra, además de ataques físicos. Por razonamientos incorrectos llegó a conclusiones certeras, como la de que el Sol es mucho más grande que la Tierra. La Astronomía no fue lo único que llevó a Bruno a la hoguera, y lo paradójico es que fue denunciado por un alumno que se sintió decepcionado porque era un "simple" filósofo, y no un mago como el mecenas había fantaseado (la acusación de "magia" era una de las más comunes en tiempos de la Inquisición). Estuvo en prisión durante ocho años. Hombre al fin, el ex monje ofreció retractarse varias veces, pero no se lo permitieron. Finalmente decidió asumir su posición y morir defendiendo sus creencias. Junto con él –declarado hereje impenitente, obstinado y pertinaz– en Campo dei Fiori (Roma) fueron quemadas sus obras.

Galileo Galilei (nació el 15 de febrero de 1564, en Pisa (Italia) Los descubrimientos astronómicos y el viaje a Roma en 1611

En 1611 Galileo publicó sus descubrimientos, a Roma, en un libro llamado Sidereus Nuncius (El mensajero de los cielos) con la intención de que fueran reconocidos en la capital del catolicismo. Sus descubrimientos (irregularidades de la Luna, los cuatro satélites de Júpiter, la multitud de estrellas, las fases de Venus, el entorno de Saturno) planteaban serias dificultades al geocentrismo de Ptotomeo y Aristóteles, generalmente admitido en la época. Pero no demostraban la verdad del heliocentrismo de Copérnico. Colocaba la Tierra inmóvil en el centro del mundo, al Sol (y a la Luna) girando alrededor de la Tierra, y a los planetas girando alrededor del Sol. Los adversarios de Galileo introdujeron argumentos teológicos, diciendo que el heliocentrismo

contradecía la interpretación literal y tradicional de una serie de pasajes de la Sagrada Escritura.

La condena del copernicanismo en 1616

Surgieron problemas debido a la oposición de algunos aristotélicos y porque se fue advirtiendo que Galileo utilizaba sus descubrimientos para argumentar a favor del heliocentrismo. También algunos de los oponentes de Galileo empezaron a utilizar argumentos sacados de la Escritura para oponerse al heliocentrismo. Abrieron una investigación contra él porque decían que defendía que el copernicanismo era compatible con la doctrina católica . Al final el cardenal Belarmino proporcionó un escrito de su puño y letra explicando que Galileo no había tenido que abjurar nada, sino que solamente se le había comunicado la prohibición del copernicanismo.

Urbano VIII y el argumento de la omnipotencia divina El nuevo Papa Urbano VIII tenía una idea propia sobre el valor del copernicanismo . Pensaba que nunca nadie podría demostrar que es una teoría verdadera, porque Dios es infinitamente sabio y poderoso, y podría hacer que los mismos efectos que pretendemos explicar mediante el copernicanismo quizás sean en realidad efectos de otras causas que desconocemos. Si eso se niega, argumentaba, estaríamos negando la omnipotencia de Dios. Entonces Galileo escribió un libro en forma de diálogo entre varios personajes donde se discutirían los argumentos a favor y en contra, dejando el problema sin resolver: el lector inteligente ya sabría hacia dónde decantarse. •

El proceso de 1633 En 1632 Galileo publicó el nuevo libro el Diálogo sobre los dos grandes sistemas del mundo, el tolemaico y el copernicano a Florencia después de la aprobación del Vaticano( daba por supuesto que Galileo se limitaba a argumentar de modo hipotético, o sea, sin atribuir un sentido realista al heliocentrismo) pero los adversarios de Galileo lo acusaban diciendo que el libro presentaba el argumento de la omnipotencia divina al final del libro pero lo ponía en boca de Simplicio. Urbano VIII nombró una comisión para que estudiara el caso. En el proceso Galileo admitió que había otorgado a los argumentos a favor del heliocentrismo más fuerza de la que en realidad tenían. La lectura de la sentencia (firmada por los cardenales) y la abjuración delante de los cardenales tuvieron lugar en el convento de Santa Maria sopra Minerva, el 22 de junio. Galileo no estuvo en la cárcel. Le condenaron a reclusión perpetua en su domicilio. Tampoco no fue torturado. Después del proceso siguió trabajando, y publicó su obra más importante, los Discursos y demostraciones en torno a dos nuevas ciencias, en 1638. Murió de muerte natural el 8 de enero de 1642, a los 78 años de edad.

Ciencia y religión hoy en día La idea de que existe una oposición entre ciencia y religión sigue viva. Esto se explica en parte porque, si bien muchos científicos son personas religiosas, algunos sostienen ideas extremas que producen un gran impacto en la opinión pública. Esas ideas van acompañadas por un notable talento para la divulgación, lo cual convierte a esos científicos en una especie de oráculos de la ciencia, porque a los ojos de muchos representan lo que la ciencia, con toda su autoridad, dice sobre la religión hoy día.

¿ Ha e xisti do siem pre ? Durante miles de años el hombre se ha hecho preguntas sobre el universo. ¿Tuvo el universo un principio? ¿Existió el momento de creación, como nos había enseñado la iglesia y los científicos? Si es así entonces ¿por qué el universo esperó un tiempo infinito antes de su creación? (Aunque me parece bastante absurdo hablar de tiempo cuando aun no había el universo porque el tiempo tiene que ver con el espacio, por lo que si la teoría del Big Bang es cierta, sin espacio no había tiempo.) Y si el universo ha existido siempre (como nos dicen los filósofos) entonces ¿por qué tomó un tiempo infinito para que alcance al presente estadio? El debate entre estos dos puntos de vista se ha mantenido durante siglos sin llegar a alguna conclusión. Ahora intentaremos descubrir quién tenia razón….y quién se equivocaba... Relativo a la interrogante de sí, y cómo, el universo comenzó, la gente ha reflexionado muchos siglos sobre esa cuestión. La historia registra, básicamente, dos escuelas de pensamiento sobre el tema. Una de ellas, estaba basada en las antiguas tradiciones, y las religiones judía, cristiana e islámica. Sostenía que el universo tuvo una creación que data tan sólo unos pocos miles de años. Por ejemplo, el Obispo Usher desarrollando un sumatorio de acontecimientos relatados en el Antiguo Testamento, estimó que el universo había sido creado cuatro mil cuatro años aC. Esa afirmación del Obispo también fue usada para apoyar la idea de que en el transcurso de ese tiempo aparece, evoluciona y se desarrolla técnica y culturalmente la raza humana. Si ello hubiese sido así, la evolución de la humanidad sería mucho más avanzada que la que comporta actualmente. De hecho, esa fecha bíblica estimada por el Obispo Usher para la creación del universo, es cercana al final de la pasada época glacial, la cual coincide con la aparición de los modernos seres humanos. Por otra parte, la historia nos difunde el pensamiento del filósofo griego Aristóteles, a quién no le gustaba la idea que el universo tuviese un principio. Sentía que ello implicaba una intervención divina. Prefirió sostener que el universo, había existido, y existiría siempre. Algo que era eterno y, mucho más perfecto que si hubiese tenido una creación. Además, ambas escuelas sostenían que el universo no había experimentado cambio alguno en el tiempo. Este había sido creado tal como lo es en el presente, o había existido siempre como se le observa. Un universo como lo presentaban ambas escuelas, era realmente un tema para la metafísica o la religión. Sin embargo, en el siglo XIX, se empezaron a acumular evidencias de que tanto la Tierra como el universo sufrían cambios en el tiempo. Por un lado, estudios de geólogos establecieron que tanto la formación de las rocas, así como los fósiles que se encuentran en ellas, habría tomado cientos o miles de millones de años. Por otro, el físico alemán, Ludwing Boltzmann, descubrió la Segunda Ley de la Termodinámica: la cantidad total de desorden en el universo (que es medido por una cantidad llamada entropía), siempre aumenta con el

tiempo. Esto, como el argumento sobre el progreso humano, sugiere que el universo tiene un tiempo de vida finito, ya que, si no fuese así, habría degenerado en un estado de desorden completo, en el que todo estaría a la misma temperatura. Pero lo que en definitiva cambió el giro del debate sobre el origen del universo fue el descubrimiento de su expansión. El estudio del movimiento de las galaxias nos lleva, al retroceder en el tiempo, a concluir que ellas, hace unos 15.000 millones de años, se encontraban en algún momento «apiñadas» unas encima de las otras. Se trata de un momento del universo, en que la densidad de la materia y la curvatura del espacio-tiempo eran infinitas. Un escenario en el cual no son aplicables las leyes conocidas de la ciencia. Pero con un Big Bang, la física cuenta con leyes y sólidas herramientas teóricas para poder explicar cómo pudo haber sido el proceso físico que dio origen al universo. Sin embargo, no a todos los científicos satisfizo o satisface la idea del Big Bang. Muchos de ellos, como los del grupo denominado «los miserables»*, hicieron y hacen intentos para evitar el Big Bang. Los argumentos que usaron o usan van desde el científico al político y religioso. Uno de esos intentos es el que se traduce en el modelo del estado estacionario (steady state): el escenario cósmico se mantendría inmutable, pese al alejamiento de las galaxias unas de otras, ya que en los espacios que se irían generando aparecían nuevas galaxias como producto de materia de continua creación. El universo habría existido, y seguiría existiendo siempre, en más o menos el mismo estado que se le observa hoy. En esta teoría se admite el movimiento de recesión de las galaxias. Pero se compensa el enrarecimiento del universo con la hipótesis de una continua creación de materia. Así, a pesar de la expansión, la densidad del cosmos (galaxias y átomos) permanece invariable. Resultado: pese a las apariencias, el universo es estático y eterno. El modelo del estado estacionario tuvo enorme éxito. Hasta los finales de la década de los años 60 del siglo XX tuvo una gran popularidad entre los científicos. Pero algunas observaciones lo pusieron en aprietos. Para los adherentes del modelo del estado estacionario, el universo puede ser infinito en el espacio y lo es con certeza en el tiempo. Pero los datos astronómicos no apoyan este modelo, apoyan el del Big Bang, según el cual hasta el tiempo es finito y hubo un «principio». Nuestro universo puede ser finito; no existen, al menos, pruebas importantes en contra. Si el universo es finito pese a su gran tamaño, nuestra cosmología empieza a asemejarse a la imagen de un mundo limitado de la época medieval. Irónicamente, a pesar de los grandiosos avances científicos, estaríamos descubriendo el carácter esencialmente finito y limitativo de la existencia en nuestro universo. Pero no son ni Dios ni el universo los que ponen esos límites a lo posible. Son las propias leyes naturales. ¿Quién tiene razón? Nadie puede responder a esta pregunta porque nadie puede estar enteramente seguro en sus razones...

“E l univers o en una cásc ara de nuez .” de Stephen Hawking Stephen William Hawking (Oxford, 8 de enero de 1942) es un físico, cosmólogo y divulgador científico del Reino Unido. Es el actual titular de la Cátedra Lucasiana de Matemáticas (Lucasian Chair of Mathematics) de la Universidad de Cambridge y es miembro de la Real Sociedad de Londres, de la Academia Pontificia de las Ciencias y de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos. Entre las numerosas distinciones que le han sido concedidas, Hawking ha sido honrado con doce doctorados honoris causa y ha sido galardonado con la Orden del Imperio Británico (grado BCE) en 1982, con el Premio Príncipe de Asturias de la Concordia en 1989 y con la Medalla Copley en 2006. En el año 2001 ha publicado su famoso libro “El universo en una cáscara de nuez” en el que explica el fenómeno del origen del universo con un lenguaje sencillo para que todos le entiendan. Se trata de que el objetivo de la física sea intentar explicar todos los fenómenos que vemos cada día. Einstein ha creado unas teorías sobre mecánica cuántica y relatividad general. Estas dos teorías nos dan una imagen bastante buena del universo, pero esta imagen aun es parcial porque la teoría de relatividad de Einstein describe el universo a gran escala y la mecánica cuántica describe el comportamiento de todo lo que es más pequeño que un átomo. De lo que es tan pequeño como el universo cuando este se formó. Una descripción completa del universo debe incluir todo de la partícula más pequeña hasta la mayor galaxia. Las dos teorías tienen que unirse. Además el libro se trata de lo que de verdad vivimos en un mundo once-dimensional. Ya conocemos las 4 dimensiones: tiempo y el espacio (3-D)… Otras 7 dimensiones aun representan un misterio para nosotros.

Las teorías cambian, ¿porqué? Galileo había construido un telescopio de veinte aumentos, con el que descubrió montañas y cráteres en la Luna. También observó que la Vía Láctea estaba compuesta por estrellas y descubrió los cuatro satélites mayores de Júpiter. La teoría de la relatividad de Einstein nació del siguiente hecho: lo que funciona para pelotas tiradas desde un tren no funciona para la luz. En principio podría hacerse que la luz se propagara, o bien a favor del movimiento terrestre, o bien en contra de él. Sin embargo, medidas muy cuidadosas demostraron que la velocidad de la luz nunca variaba, fuese cual fuese la naturaleza del movimiento de la fuente que emitía la luz. Einstein dijo entonces: supongamos que cuando se mide la velocidad de la luz en el vacío, siempre resulta el mismo valor. ¿Cómo podemos disponer las leyes del universo para explicar esto? Einstein encontró que para explicar la constancia de la velocidad de la luz había que aceptar una serie de fenómenos inesperados. Halló que los objetos tenían que acortarse en la dirección del movimiento, que la masa de los objetos en movimiento tenía que aumentar con la velocidad hasta hacerse infinita, que el paso del tiempo en un objeto en movimiento era cada vez más lento a medida que aumentaba la velocidad hasta llegar a pararse, que la masa era equivalente a una cierta cantidad de energía y viceversa. Todo esto lo elaboró en la forma de la «teoría especial de la relatividad», que se ocupaba de cuerpos con velocidad constante. Más adelante extrajo consecuencias aún más sutiles para objetos con velocidad variable, incluyendo una descripción del comportamiento de los efectos gravitatorios. Era la «teoría general de la relatividad». El Telescopio espacial Hubble está situado en los bordes exteriores de la atmósfera, en órbita circular alrededor de la Tierra a 593 kilómetros sobre el nivel del mar, que tarda en recorrer entre 96 y 97 minutos. El telescopio puede obtener resoluciones ópticas mayores de 0, segundo de arco. El telescopio es reflector y dispone de dos espejos. Para la exploración del cielo incorpora varios espectrómetros y tres cámaras, una de campo estrecho para fotografiar zonas pequeñas del espacio, otra de campo ancho para obtener imágenes de planetas y una tercera infrarroja. Mediante dos paneles solares genera electricidad que alimenta las cámaras, los cuatro motores empleados para orientar y estabilizar el telescopio y los equipos de refrigeración. La ventaja de disponer de un telescopio más allá de la atmósfera radica en que ésta absorbe ciertas longitudes de onda de la radiación electromagnética que incide sobre la Tierra El Hubble ayudó a los científicos a establecer que el sistema solar es mucho más joven que el Universo.

En conclusión, las teorías cambian porque los telescopios y las técnicas de observación se van renovando y van cambiando (a mejor) a lo largo del tiempo.

¿Dónde acaba el universo? Las cuestiones aparentemente más sencillas del mundo resultan siempre ser, al final, las más complicadas. En nuestra manera intuitiva de ver el mundo sólo nos cabe pensar que debería haber un punto en el que el Universo se terminara y hubiese que dar la vuelta. Esa misma concepción existía en la Antigüedad respecto al propio planeta Tierra y, lo mismo que Magallanes y Elcano demostraron efectivamente que era redonda, la ciencia de hoy nos presenta un Universo curvo sin principio ni fin. Como nada hace pensar que las teorías científicas de hoy día estén equivocadas hasta que no se demuestre lo contrario, es de suponer que el Universo se inció hace aproximadamente 15.000 millones de años a partir de la nada y desde entonces está en continua expansión, pero el detalle importante es que en ese momento, en el Big Bang, se generan simultáneamente el espacio y el tiempo: ni es posible imaginar un antes de la existencia propia del tiempo ni es posible pensar en un allí antes de la existencia del espacio. Aceptado esto, nos encontramos en un Universo en continua expansión pero ¿dónde está su límite? ¿hasta dónde ha llegado en su constante crecimiento? En tanto aceptemos las teorías de Einstein y ningún cuerpo pueda superar la velocidad de la luz, para nosotros el fin del espacio está a una distancia tal en la que el espacio se aleja relativamente de nosotros a una velocidad mayor que la de la propia luz y ésta, por mor del efecto Doppler, sufre tal desplazamiento hacia el rojo que llega a hacerla desaparecer. Por lo tanto, jamás podremos saber dónde está ese fin del Universo ni comprobar en carne propia si el Universo es plano o curvo de manera que saliendo hacia un lado se pueda volver por el otro como hicieron hace cinco siglos los navegantes españoles. En resumen, partiendo desde cualquier punto del Universo, éste se acaba en el punto desde donde nos puede llegar la luz; en ese punto, viceversa, nosotros también estaremos más allá del borde fin del mundo.

Teoría del Big Rip El Gran Desgarramiento o Teoría de la expansión eterna, llamado en inglés Big Rip, es una hipótesis cosmológica sobre el destino último del Universo. La clave de esta hipótesis es la cantidad de energía oscura 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, a 1000 millones de años del final. Luego la gravedad sería demasiado débil para mantener integrada cada galaxia, y 60 millones de años antes del fin, sólo habría estrellas aisladas. Aproximadamente tres meses antes del fin, los sistemas solares perderían su cohesión gravitatoria. En los últimos minutos, se desbaratarían estrellas y planetas. El Universo quedaría en átomos, pero no se habría acabado todo. Los átomos serían destruidos en una fracción de segundo antes del fin del tiempo y sólo quedaría radiación. El Universo sería como el Big Bang pero casi infinitamente menos denso.