Cosmos Revelado: Origen, Evolución y Composición del Universo

El Universo: Un Vasto Vacío Lleno de Maravillas

El universo es un inmenso vacío que contiene miles de millones de cuerpos celestes. El **universo observable** alberga miles de millones de galaxias, cada una con miles de millones de estrellas, planetas y nebulosas (nubes de gas y polvo).

La fórmula del cosmos observable es aproximadamente: 75% Hidrógeno (H), 25% Helio (He), y 5% del resto de los elementos.

Materia Oscura

La **materia oscura** es un componente misterioso del universo. El gas y el polvo parecen estar sujetos a atracciones gravitatorias mucho mayores que las causadas por la materia visible. No emite radiación detectable, lo que dificulta su estudio. Se estima que las galaxias constituyen solo el 10% de la masa total, mientras que el resto es materia oscura desconocida.

Organización de la Materia en el Universo

La materia no está distribuida uniformemente en el espacio. La **Vía Láctea**, nuestra galaxia, forma parte de un grupo local de aproximadamente 30 galaxias. Este grupo, a su vez, pertenece a un supercúmulo llamado **Supercúmulo de Virgo**, que comprende miles de galaxias y miles de billones de estrellas.

Se estima que la Vía Láctea contiene alrededor de 100.000 millones de estrellas y un número similar de planetas. El Sol es una estrella mediana situada en una zona intermedia de la Vía Láctea.

Un Universo en Constante Movimiento

Ni un solo átomo en una galaxia permanece inmóvil ni siquiera por un segundo. La **fuerza de gravedad**, estudiada por Newton en los siglos XVII y XVIII, explica los movimientos de los cuerpos celestes. La ley de la gravitación universal establece que los cuerpos se atraen mutuamente, con una fuerza proporcional a sus masas y inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

Agujeros Negros

Los **agujeros negros** son concentraciones de materia con una densidad extremadamente alta. Su existencia se deduce a partir de la radiación (rayos X) emitida por la materia al ser acelerada en sus proximidades. Casi todas las galaxias contienen un agujero negro en su centro. El de la Vía Láctea se llama **Sagitario A***. Cuantos más cuerpos caen en un agujero negro, mayor es su masa y su atracción gravitatoria.

El Big Bang: El Origen del Universo

La teoría del **Big Bang** postula que el universo surgió hace aproximadamente 13.700 millones de años a partir de una gran explosión.

Evidencia del Big Bang

En el siglo XX, los astrónomos descubrieron un fenómeno peculiar en el espectro de la luz proveniente de las galaxias: las líneas del espectro aparecían desplazadas hacia el rojo. Esto indicaba que las galaxias se estaban alejando unas de otras.

Este fenómeno se explica mediante el **efecto Doppler**: cuando una fuente de ondas se mueve, las ondas se distorsionan. Si la fuente se acerca, las ondas se comprimen; si se aleja, las ondas se estiran. En el caso de la luz de las galaxias, las ondas aparecen desviadas hacia el rojo del espectro, lo que indica que se están alejando.

Esta observación llevó a la teoría del Big Bang: si las galaxias se alejan, en el pasado debieron estar más cerca, y en un principio, toda la materia debió estar concentrada en una zona muy pequeña.

Confirmación del Big Bang

En la década de 1960, Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron que desde todos los puntos del universo llegaba una radiación muy débil, conocida como **radiación cósmica de fondo**. Se interpretó como el eco del Big Bang.

Origen de los Elementos Químicos

Las estrellas son fábricas de nuevos elementos químicos. Las estrellas más grandes que el Sol producen carbono, silicio, aluminio y hierro. El resto de los elementos se originan en las explosiones de las **supernovas**.

La materia que nos rodea está hecha con elementos sintetizados en las estrellas, por lo que se dice que somos polvo de estrellas.

Estrellas: Fabricantes de Elementos Químicos

El hidrógeno (H) es el elemento más abundante en el universo. A partir de él, se han originado el resto de los elementos. Los núcleos de hidrógeno contienen un protón (+). Debido a que las cargas del mismo signo se repelen, los protones se mantienen separados.

Supernovas

El hierro (Fe) es el último elemento estable que se forma en una estrella. Tras su formación, el horno nuclear se detiene. La gravedad actúa y trillones de toneladas de materia se comprimen. Las presiones y temperaturas extremas provocadas por este rápido colapso gravitatorio desencadenan una fusión nuclear que genera el resto de los elementos. La energía producida causa una violenta explosión que lanza al espacio casi toda la masa de la estrella, junto con los elementos sintetizados.

Origen del Sol

Hace aproximadamente 4.570 millones de años, en un brazo de una galaxia espiral, una nube de gas y polvo comenzó a contraerse. Unos pocos millones de años más tarde, esta nebulosa se había transformado.

Se cree que la nebulosa de la que surgió el Sol fue contaminada por una supernova. La explosión de una estrella de este tipo cerca de la nebulosa provocó su contracción, dando origen al sistema solar.