Fundamentos de Cosmología: Origen del Universo, Big Bang y Formación Estelar

Conceptos Fundamentales de Cosmología

Definiciones Astronómicas Clave

• Estrellas: Composición conocida por los espectros de absorción.
• Nebulosas: Nubes de gas y polvo.
• Materia Oscura: No detectable por telescopio, pero sí detectable por atracciones gravitatorias.
• Vía Láctea: Pertenece al supercúmulo de Virgo; su estrella central es el Sol.
• Agujeros Negros: Concentraciones de materia de altísima densidad con una atracción gravitatoria intensa. Su campo gravitatorio es tan grande que ni siquiera la luz, con su extraordinaria velocidad, puede escapar de él.

El Origen del Universo: El Big Bang y la Expansión

El Universo se originó hace unos 13.700 millones de años en una gran explosión: el Big Bang.

Evidencia de la Expansión Galáctica

A principios del siglo XX, los astrónomos descubrieron algo extraño en el espectro de la luz que nos llegaba desde las galaxias. Las líneas del espectro que representaban diferentes elementos químicos no estaban colocadas en su sitio, sino que aparecían desplazadas. Eso significaba que las galaxias se estaban alejando unas de otras.

Efecto Doppler

Cuando una galaxia emite ondas mientras está moviéndose, estas ondas son distorsionadas. Si el emisor se acerca, la onda se comprime, y si se aleja, la onda se estira (desplazamiento al rojo).

Radiación Cósmica de Fondo

Robert Wilson y Arno Penzias descubrieron en 1964 que desde todos los puntos del universo llegaba hasta ellos una radiación muy débil. Como procedía del universo, se la denominó cósmica. Y como era muy débil, debía de tratarse de algo muy lejano; por ello se le denominó Radiación Cósmica de Fondo. Esta radiación era ni más ni menos que el eco del Big Bang.

Etapas de Formación del Universo

Inflación y Formación de Materia

1. Partículas subatómicas.
2. Átomos.
3. Formación de nebulosas, estrellas y galaxias.

Formación Estelar y Planetaria

Origen del Sistema Solar

Etapas:

1. Nebulosa y Supernova se fundieron.
2. Compresión de la Nebulosa.
3. Formación del Sol.
4. Formación de los planetas:
   • Formación de un disco a partir de la nebulosa.
   • Formación de planetesimales.
   • Formación de satélites.

Detección de Exoplanetas

Los exoplanetas se detectan principalmente por:

• Cambios de velocidad de una estrella (método de velocidad radial).
• Cambios de luminosidad de estrellas (método de tránsito).

Condiciones para la Vida en un Planeta

Para que un planeta sea potencialmente habitable, debe cumplir varias condiciones:

• Distancia adecuada a la estrella (zona habitable).
• Gravedad suficiente.
• Núcleo metálico con campo magnético (protección contra la radiación).
• Tiempo de vida de la estrella.
• Planetas gigantes cercanos (que actúen como escudos gravitacionales).
• Situación favorable dentro de la galaxia.