Exploración del Universo: Descubrimientos y Avances Científicos

Antigua Astronomía

Nació en Grecia, donde intentan explicar el universo. Concibieron los astros y la Tierra como esferas flotantes en el universo. Les debemos mediciones y cálculos terrestres, lunares, solares y las distancias entre los astros, además de la idea de que los astros se mueven siguiendo trayectorias circulares.

Los principales teóricos son:

• Aristarco de Samos: Calculó las distancias que separan a la Tierra de la Luna y del Sol. Propuso el modelo heliocéntrico, con el Sol en el centro del universo y todos los astros girando a su alrededor, pero este modelo no fue acogido.
• Ptolomeo: Hizo el modelo geocéntrico, que situaba a la Tierra en el centro del universo, alrededor del cual giraban los astros. Este modelo predecía con exactitud el movimiento de los planetas. Fue el más aceptado en la Antigüedad. Se ajustaba a una observación básica, aunque no terminaba de explicar ciertas observaciones, como el movimiento retrógrado de algunos planetas. Estos describían un giro secundario llamado epiciclo.
• Copérnico: Retomó las hipótesis que propuso Aristarco de Samos y desarrolló finalmente el modelo heliocéntrico, en el cual el Sol está en el centro y los planetas giran alrededor (fue apoyado por Galileo).
• Isaac Newton: Él y la invención del telescopio marcaron un desarrollo en la astronomía. Formuló la ley de Gravitación Universal y creó el cálculo infinitesimal con Gottfried Leibniz. Gracias a esto, se amplió el rango de observación y las herramientas teóricas para crear modelos que predecían con exactitud el movimiento de los cuerpos celestes.

Astronomía del Siglo XXI

En la actualidad, sabemos que habitamos un planeta de un sistema solar regido por el Sol y que se encuentra en la Vía Láctea. Esta es una galaxia espiral que posee un agujero negro en su centro y que forma parte del Grupo Local, el cual se encuentra dentro de un supercúmulo de galaxias. El universo está constituido por muchas galaxias como la Vía Láctea y, aproximadamente, tiene una edad entre 13.500 y 13.900 millones de años. Muchos adelantos científicos y técnicos nos abren ventanas al estudio del espacio, aumentando la capacidad del hombre de comprender su maravilloso entorno astronómico.

Inicios de la Astrofísica

Con el desarrollo de telescopios potentes y métodos de medición y de cálculos precisos, se descubrieron astros e incluso nuestra galaxia. Estos y otros avances, como la relatividad general de Einstein, fueron el origen de la astrofísica contemporánea.

• Radiotelescopios: Captan ondas de radio emitidas por fuentes de radio, generalmente a través de una gran antena parabólica (plato), o un conjunto de ellas, a diferencia de un telescopio ordinario, que capta imágenes en luz visible.
• Telescopios: Instrumento óptico que permite observar objetos lejanos con mucho más detalle que a simple vista, al captar radiación electromagnética, tal como la luz. Es una herramienta fundamental en astronomía, y cada desarrollo o perfeccionamiento de este instrumento ha permitido avances en nuestra comprensión del universo.
• Sondas Espaciales: Obtienen información inaccesible desde la Tierra, al visitar el Sol y otros planetas.
• Aceleradores de Partículas: Crean materia en condiciones de temperaturas extremas, que se aproximan a las que se daban en el universo primitivo. Utilizan campos electromagnéticos para acelerar partículas a altas velocidades y así colisionarlas con otras partículas.

Constituyentes del Universo

Partículas Elementales

Se dividen en partículas materiales y mediadoras.

• Partículas Materiales: El átomo se divide en dos partes: núcleo (electrones) y corteza (neutrones y protones, que están formados por quarks). Una partícula que se produce por la desintegración de neutrones se denomina neutrino.
• Partículas Mediadoras: Hacen que las partículas materiales se afecten mutuamente.
  • Interacción Electromagnética: Determina cómo se relacionan las partículas con carga eléctrica. Puede ser atractiva o repulsiva, y su intensidad decrece con la distancia (fotón).
  • Interacción Gravitatoria: Explica cómo se relacionan entre sí las partículas por tener masa. Es la interacción más débil, y hacen falta grandes masas para sentir sus efectos (gravitón).
  • Interacción Débil: Afecta a todas las partículas materiales. Es capaz de transformar unos quarks en otros (Z, W+ y W-).
  • Interacción Fuerte: Afecta solo a los quarks. Su interacción aumenta con la distancia (gluón).