L'Univers: Origen, Composició i Formació de Galàxies i Planetes

L'Univers Observable: Composició i Organització

L'univers observable està compost principalment per hidrogen i heli, a més de matèria fosca, que constitueix el 90% de la seva massa. Aquesta matèria no es pot observar directament. L'organització de l'univers segueix una jerarquia: supercúmuls, grups locals, galàxies, sistemes planetaris i planetes.

Moviment i Forces a l'Univers

Tot a l'univers està en moviment, generalment girant: els planetes al voltant dels estels, els estels al voltant del nucli de les galàxies, etc. Segons Newton, hi ha una força d'atracció entre dos cossos que creix amb les seves masses i proximitat. Einstein va demostrar que les grans masses deformen l'espai que les envolta.

Forats Negres

Els forats negres són concentracions de matèria d'altíssima densitat amb una gravetat tan gran que ni la llum pot escapar. Es detecten per raigs X emesos per la matèria que cau en ells. Els més grans es troben al centre de les galàxies, mentre que altres es formen al morir estels més grans que el Sol. El punt de no retorn és la distància a la qual els cossos són absorbits pel forat negre.

El Big Bang i l'Expansió de l'Univers

L'espectroscòpia de les galàxies mostra un desplaçament cap al vermell, indicant que s'allunyen. Això suggereix que en un principi tota la matèria estava junta. Fa 13.700 milions d'anys, l'energia de l'univers estava comprimida en un punt més petit que el cap d'una agulla, i es va produir una gran explosió: el Big Bang. Després va venir la inflació, la formació de la matèria, els primers àtoms, l'incendi de l'univers, la formació d'estels i galàxies, i l'expansió accelerada per l'energia fosca.

Confirmació de la Teoria

La radiació còsmica de fons és l'eco de les radiacions presents poc després del Big Bang, confirmant la teoria. Els estels són fàbriques de nous elements: el Sol, hidrogen i heli; els estels més grans, hidrogen, heli, carboni, silici, alumini i ferro. La resta d'elements més pesants es generen a les supernoves.

Formació del Sistema Solar

El Sol es va originar a partir d'una nebulosa per l'explosió d'una supernova propera. L'ona de xoc va comprimir la nebulosa, que es va col·lapsar al centre, augmentant els xocs i les reaccions de fusió, formant un proto-estel. La nebulosa es va transformar en un disc, on la zona central era més calenta i amb més partícules. Els elements lleugers van quedar a l'exterior. A cada zona del disc van començar a formar-se els planetes.

Planetes del Sistema Solar

A les zones externes, amb més matèria, es van crear planetes més aviat i més grans, formats per gas: Júpiter i Saturn (hidrogen i heli), Urà i Neptú (aigua, amoníac i metà, amb nucli de roca). Els planetes interiors, de roca i metalls, són més petits. Venus i la Terra tenen atmosfera per la gravetat, Mart té una atmosfera molt tènue i Mercuri no en té.

Formació de la Lluna

Un planeta de la mida de Mart, Tea, va impactar tangencialment amb la Terra, creant un anell de gas, pols i roca que va quedar girant al voltant de la Terra. Aquest material es va refredar i la gravetat el va convertir en la Lluna. Les evidències són la manca de nucli de metalls pesants, la poca presència de materials de baix punt de fusió i l'alta presència de materials d'alt punt de fusió.

Característiques d'Alguns Cossos Celestes

• Venus: Atmosfera de CO2, 420 graus, pressió atmosfèrica 80-90 vegades superior a la Terra, núvols d'àcid sulfúric i possible existència d'aigua en el passat.
• Lluna: Sense atmosfera ni activitat geològica interna, conserva les empremtes dels anys, permetent descobrir els mars de magma i el gran bombardeig tardà fa 3.900 milions d'anys.
• Mart: Color degut al ferro oxidat, llits secs, grans depressions, possible presència d'oceans en el passat, glaceres de CO2 que es fonen i volcans més grans del sistema solar.
• Júpiter: Planeta gasós amb nucli rocós, 1.300 vegades més gran que la Terra en volum, però amb una massa 320 vegades superior, i 63 satèl·lits.
• Saturn: Planeta gasós amb nucli rocós, 740 vegades la Terra, format per hidrogen i heli, amb anells de partícules de gel i aigua, i 62 satèl·lits.

Descobriment d'Exoplanetes

Els exoplanetes són planetes que no giren al voltant del Sol. Es detecten per l'efecte Doppler: quan un planeta gira al voltant d'un estel, produeix una estirada gravitacional que causa un lleu moviment d'oscil·lació de l'estel. Mesurant aquestes desviacions i la seva periodicitat, es pot detectar la presència d'exoplanetes.

Requeriments per a la Vida

Els requeriments per a la vida són energia, carboni, aigua líquida i atmosfera. Les condicions han de ser adequades, ni molt propers ni molt llunyans a l'estel.