Te explicamos qué es el universo, su origen y cómo está compuesto. Además, cuáles son sus características generales, su estudio y exploración.
¿Qué es el universo?
Se llama universo a la vasta extensión que contiene galaxias, estrellas, planetas, gases, polvo cósmico y otros componentes. No tiene un límite conocido y se expande constantemente.
La teoría más aceptada para explicar el origen del universo es la del Big Bang. Esta teoría postula que toda la materia y energía del universo estaba concentrada en un punto extremadamente pequeño. Durante el Big Bang, hace unos 13.810 millones de años, se desató una expansión abrupta y veloz que liberó una inmensa cantidad de energía. A medida que el universo se expandía, la temperatura disminuyó, lo que permitió la formación de estructuras más complejas como estrellas, planetas y galaxias.
La unidad de medida comúnmente empleada para describir distancias en el universo es el año luz, equivalente al trayecto que recorre la luz en un año, es decir, 9.461 billones de kilómetros. El universo observable abarca dimensiones enormes, con galaxias que se encuentran a millones y hasta miles de millones de años luz de distancia.
Ver además: Galileo Galilei
Características del universo
Las principales características del universo son:
- Se formó hace aproximadamente 13.810 millones de años.
- La teoría más aceptada sobre su origen es la del Big Bang.
- Contiene galaxias, estrellas, planetas, gases y polvo cósmico.
- Está en constante expansión.
- El universo visible tiene un diámetro aproximado de 46.500 millones de años luz.
- Está compuesto por átomos y moléculas, energía oscura y materia oscura.
- Es estudiado mediante tecnología satelital desde 1957.
Origen y dimensiones del universo
Actualmente, la explicación más aceptada sobre el origen del universo se denomina teoría del Big Bang. Esta teoría sostiene que hace casi 14.000 millones de años toda la materia del universo estaba concentrada en un único punto. Esta materia tenía un nivel de energía muy alto, lo cual generó una enorme explosión (“big bang”) que dio origen al universo.
El universo conocido es solo una parte del universo total, y se cree que tiene un diámetro aproximado de 46.500 millones de años luz.
Composición del universo
El universo se compone de tres elementos principales:
- Átomos y moléculas. Incluye estrellas, planetas, galaxias y todos los objetos que podemos observar directamente.
- Materia oscura. Aunque no se puede observar directamente, se cree que la materia oscura constituye aproximadamente el 27 % del total del universo. No interactúa directamente con la luz electromagnética y se hace evidente principalmente por sus efectos gravitacionales en la materia visible.
- Energía oscura. Representa aproximadamente el 68 % del total del universo. La energía oscura es la responsable de la aceleración en la expansión del universo y es un fenómeno aún poco comprendido.
Galaxias y sistemas estelares
Las galaxias son las organizaciones en mayor escala que se encuentran en el universo, y pueden clasificarse según su forma en:
- Galaxias elípticas. Tienen una estructura interna definida con escasa materia interestelar, es decir, con pocos gases y polvo cósmico. Dado que las estrellas que las componen se encuentran en una fase muy avanzada de evolución, se las considera el tipo de galaxias más antiguas.
- Galaxias espirales. Tienen un núcleo central del cual surgen brazos que forman una espiral. En el núcleo hay una gran cantidad de estrellas y muy poca materia interestelar. Por el contrario, en los brazos la materia interestelar es abundante. Dentro del universo observable, el 75 % de las galaxias son espirales. Un subtipo de galaxia espiral es la galaxia espiral barrada, que tiene solo dos brazos. Un ejemplo de galaxia espiral es la nuestra, denominada Vía Láctea.
- Galaxias lenticulares. Se estima que fueron galaxias espirales que perdieron su materia interestelar y sus brazos, por lo que solo conservan el núcleo con forma de elipse.
- Galaxias irregulares. Son aquellas que no tienen una configuración definida.
Estrellas y constelaciones
Las estrellas son objetos celestes masivos que emiten luz y energía debido a reacciones nucleares en su núcleo. Son uno de los componentes fundamentales del universo y desempeñan un papel crucial en la formación y evolución de las galaxias.
Las constelaciones son conjuntos de estrellas en el cielo nocturno que han sido identificados, nombrados y utilizados como puntos de referencia en la astronomía y la navegación desde tiempos antiguos. Estas agrupaciones de estrellas, vistas desde la Tierra, parecen formar figuras imaginarias o representar objetos mitológicos, animales o personas.
Ver también: Estrellas
Planetas y cuerpos celestes
La Unión Astronómica Internacional (UAI) determina que un objeto celeste, para ser considerado un planeta, además de orbitar alrededor de una estrella y tener forma esférica, tiene que tener “limpia” su órbita. Esto significa que no debe tener objetos de similar tamaño que orbiten junto a él.
Además de planetas y estrellas, en el universo existen otros objetos celestes:
- Lunas (satélites naturales). Son cuerpos que orbitan alrededor de los planetas. Algunos planetas no tienen lunas, como Mercurio y Venus; otros, como la Tierra, tienen solo una; otros tienen muchas, como Júpiter, con más de noventa.
- Asteroides. Son cuerpos rocosos o metálicos que orbitan alrededor del Sol, pero que son más pequeños que los planetas. El Cinturón de Asteroides, entre Marte y Júpiter, es una región con gran cantidad de estos cuerpos celestes.
- Cometas. Son cuerpos compuestos de hielo, polvo y gases que desarrollan una cola brillante cuando se acercan al Sol.
- Meteoros. Son pequeñas partículas rocosas o metálicas que ingresan a la atmósfera de la Tierra y se queman. También se llaman estrellas fugaces.
Puede servirte: Cinturón de Asteroides
La Vía Láctea
La Vía Láctea es la galaxia en donde se encuentra nuestro sistema solar, junto con miles de millones de otras estrellas y sus sistemas planetarios. Se halla en un grupo de galaxias llamado Grupo Local. Tiene un diámetro medio estimado en 100.000 años luz y se calcula que en ella se encuentran entre 100.000 y 400.000 millones de estrellas diferentes.
Se formó después del Big Bang, hace aproximadamente 13.600 millones de años. A lo largo de su historia, la Vía Láctea ha experimentado fusiones con galaxias más pequeñas y la formación continua de estrellas y sistemas planetarios.
La Vía Láctea es observable a simple vista desde nuestro planeta como una banda de luz blanca y borrosa que se encuentra en toda la esfera celeste. Esto ha permitido su observación desde tiempos antiguos, cuando se pensaba que contenía todas las estrellas del universo.
El sistema solar
El sistema solar es el sistema planetario en el que se encuentra la Tierra. Toda exploración que el ser humano ha realizado del universo hasta el momento se limita al sistema solar. Su centro es el Sol, cuya fuerza gravitacional ha creado las órbitas de ocho planetas. En orden de cercanía al Sol, estos planetas son:
Planetas terrestres. Son aquellos que están compuestos por roca y metal.
- Mercurio. Es el planeta más cercano al Sol y el más pequeño del sistema. No tiene satélites.
- Venus. Es un planeta similar a la Tierra en tamaño, masa y composición, aunque no tiene satélites.
- Tierra. Es el planeta más denso del sistema solar. Su único satélite natural es la Luna, pero actualmente tiene multitud de satélites artificiales creados por el ser humano.
- Marte. Es un planeta con apariencia rojiza debido al óxido de hierro que hay en su superficie. Posee dos lunas: Fobos y Deimos.
Planetas gaseosos. Son aquellos que están compuestos de hielo y gases.
- Júpiter. Es el planeta de mayor tamaño del sistema solar, 318 veces más grande que la Tierra.
- Saturno. Es el planeta que tiene los anillos más visibles. Los anillos son un conjunto de millones de partículas que giran alrededor del planeta. Urano y Neptuno también los tienen, aunque menos visibles desde la Tierra.
- Urano. Es un planeta que fue catalogado como tal recién en 1781, por la lentitud que presenta su órbita.
- Neptuno. Es un planeta diecisiete veces más grande que la Tierra y fue observado por primera vez en 1846.
Los agujeros negros
Los agujeros negros son regiones del universo donde la gravedad es tan intensa que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de su atracción. Están formados por el colapso gravitacional de una estrella masiva al final de su ciclo de vida.
Los agujeros negros siguen siendo uno de los fenómenos cosmológicos más atractivos del estudio del universo. Por esa razón, se realizan constantemente nuevos estudios y descubrimientos sobre ellos. A fines de marzo de 2023, la Agencia Espacial Europea (ESA) anunció el descubrimiento del agujero negro más cercano a la Tierra, ubicado a 1.560 años luz de distancia.
La exploración espacial y la búsqueda de vida extraterrestre
La humanidad ha observado el universo visible desde la Tierra desde tiempos remotos. En el siglo XX, el avance de la tecnología permitió hacerlo también desde el espacio. La exploración espacial se inició con el lanzamiento de Sputnik 1 en 1957 por la Unión Soviética (URSS).
La posterior carrera espacial entre Estados Unidos y la URSS condujo a sucesivas exploraciones. Así, en 1961, Yuri Gagarin fue el primer hombre en viajar al espacio exterior, y, en 1969, el Apolo 11 llegó a la Luna, momento en el que Neil Armstrong y Buzz Aldrin se convirtieron en los primeros humanos en caminar sobre su superficie.
Más adelante, las sondas espaciales Voyager y Pioneer exploraron el sistema solar y proporcionaron información sobre los planetas y sus lunas. Asimismo, el telescopio espacial Hubble, lanzado en 1990, suministró imágenes del espacio muy importantes para la comprensión del universo.
La búsqueda de vida extraterrestre ha sido un objetivo constante en la exploración espacial. Por ejemplo, la misión Viking de la NASA, lanzada en la década de 1970, buscó signos de vida en Marte.
Además, la investigación de planetas fuera de nuestro sistema solar ha experimentado un auge con el descubrimiento de miles de ellos gracias a telescopios espaciales como Kepler y TESS. En ellos, se rastrean signos de habitabilidad, como la presencia de agua. Asimismo, el programa SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) utiliza radiotelescopios para escuchar señales de radio provenientes del espacio en busca de posibles transmisiones de seres extraterrestres.
El fin del universo
La explicación más aceptada sobre un posible fin del universo es denominada Big Freeze o Gran Congelación. Esta teoría se basa en el hecho de que nuestro universo se expande cada vez más rápido, lo cual se debe a la energía oscura, una fuerza de naturaleza aún desconocida que lleva a los cuerpos celestes a separarse.
Si esta expansión continúa, a medida que las galaxias se alejen, la formación de nuevas estrellas será cada vez menor, y las que existen agotarán su combustible y dejarán de brillar. En última instancia, sin la luz y el calor de las estrellas, el universo se volverá un lugar excesivamente frío y oscuro.
Otras teorías que buscan explicar el fin del universo tal como lo conocemos son la del Big Crunch y la del Big Rip. La teoría del Big Crunch se basa en la idea de que la expansión del universo se desacelerará y finalmente comenzará a contraerse. Este proceso llevaría al universo a un estado extremadamente denso y caliente hasta colapsar.
La teoría del Big Rip propone que la expansión del universo no solo continuará, sino que se acelerará con el tiempo. Eventualmente, llegará un punto en el que las fuerzas que mantienen unidas a las estructuras cósmicas, como galaxias, estrellas e incluso átomos, serán superadas por la expansión. Así, todo en el universo será desgarrado por esta expansión acelerada hasta alcanzar un estado infinitamente vasto y disperso.
Sigue con:
Referencias
- European Space Agency. (2014). El universo. ESA Kids. https://www.esa.int/kids/es/
- Cardona, A. (2018). Cuántos planetas hay en el Sistema Solar, universo y Vía Láctea. EcologíaVerde. https://www.ecologiaverde.com/
- National Geographic. (2023). Agujeros negros: qué son y cómo encontrarlos. https://www.nationalgeographic.es/
- Visotsky, J. V. (2023). OVNIS: qué sabe la ciencia sobre la vida en otros planetas. Comisión de Investigaciones Científicas, Gobierno de la Provincia de Buenos Aires, Argentina. https://www.cic.gba.gob.ar/
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