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¿Qué es el Universo?
Redacción
¿Qué es el Universo?
El Universo, según algunos astrónomos, es un conjunto de objetos materiales, radiaciones y espacios comprendidos entre ellos que conforman el todo conocido por la Ciencia.

La imagen muestra un "mapa" de la fluctuación de la temperatura de la radiación de fondo, que llena todo el Universo, y que es el remanente de la explosión primigenia o Big Bang.
Los datos fueron obtenidos en el marco de la misión de NASA llamada "Wilkinson Microwave Anisotropy Probe" (WMAP) .
Créditos: NASA/WMAP Science Team.
Reflexiones de Isaac Asimov:
a palabra universo proviene de un término en latín que significa "convertirse en uno". Es todo considerado como una unidad: toda la materia y la energía que existen. Tenemos el inconveniente de estudiar el Universo desde dentro. Podemos ver las partes que están más cercanas a nosotros, pero las más lejanas se hacen progresivamente débiles y borrosas. Aun con todos nuestros instrumentos, buena parte del Universo está demasiado distante y oscuro como para poder observarlo, siquiera sin fijarnos en los detalles.

A partir de lo que vemos, sin embargo, podemos llegar a algunas conclusiones. Supongamos que estamos viendo el Universo desde fuera, bajo unas condiciones que nos permiten ser conscientes de todo su funcionamiento (esto es imposible, por supuesto, ya que no puede existir un lugar "fuera de Universo", pero imaginémoslo de todos modos).

Veríamos el Universo como una mezcla tridimensional de trazos finos de luz, con espacios vacíos entre sí. Habría muchos espacios pequeños vacíos, un número algo más pequeño de espacios mayores y un número aún menor de espacios más grandes. En relación con las líneas de luz, se agruparían aquí y allí en pequeños nudos y racimos de luz, con un pequeño número de nudos más brillantes.

El Universo se asemejaría a una esponja hecha de luz. Las líneas curva y los trazos de luz están constituidos por cerca de cien mil millones de puntos de luz (algunos considerablemente más brillantes que otros). Cada uno de estos puntos es una galaxia.

El Universo tal como lo vemos sería muy notable por su calma. Aparentemente, no ocurriría nada. La razón es que ningún cambio progresivo, lo bastante grande como para ser percibido desde nuestra perspectiva universal, puede ocurrir a una velocidad mayor que la de la luz. La velocidad de la luz (186.282 millas por segundo) puede ser inimaginablemente rápida para nosotros, pero a escala del Universo como una totalidad, la luz puede considerarse prácticamente inmóvil.

Supongamos, por ejemplo, que como resultado de este hecho inimaginable, el punto central de una de las galaxias del Universo deje de emitir luz. Se pone negro. Supongamos que una oleada de esta oscuridad se esparce hacia el exterior de este punto central en todas las direcciones a la velocidad más rápida posible, la de la luz. Nosotros, mirando desde el exterior del Universo, podremos ver que la galaxia (para nosotros tan visible como un punto de luz) comienza a oscurecerse lentamente, pero necesitará decenas de años antes de que se apague por completo. Pasarían cientos de miles de años antes de que la oscuridad se extendiera a otros puntos vecinos. Tardaría unos 12.000 millones de años, como mínimo, para oscurecer todo el Universo.

Si comenzamos a observar en cualquier nivel de este oscurecimiento universal no veremos absolutamente ningún cambio en el curso de nuestra vida, y muy poco en el curso de cien vidas (lo mismo ocurriría, por cierto, si el Universo fuera oscuro al comienzo y empezara a aclararse desde un punto central: la influencia se esparciría a la velocidad de la luz).

Somos tan prisioneros de nuestro tiempo y espacio como todo lo demás. No podemos, bajo ninguna de las circunstancias que conocemos, ir más deprisa que la velocidad de la luz. A esa velocidad, nos llevaría unos 160.000 años ir hasta el último punto de nuestra propia galaxia y regresar, y 4.600.000 años viajar a la galaxia de Andrómeda, nuestro vecino grande más cercano, y regresar. En realidad, yendo a la velocidad de la luz, la teoría de la relatividad de Einstein nos dice que el paso del tiempo llega a cero, y a los que viajásemos nos parecería que el tiempo se detiene. Sin embargo, en la Tierra, cuando retornásemos, descubriríamos que han pasado 160.000 años mientras estábamos visitando el punto más distante de la galaxia, o que han pasado 4.600.000 años mientras volábamos a Andrómeda y regresábamos.

Sin embargo, no es probable que podamos viajar a la velocidad de la luz. La velocidad máxima más práctica podrá llegar a ser de una quinta parte de la velocidad de la luz, en cuyo caso la disminución relativa del tiempo es insignificante para el viajero. En tiempo real, el astronauta tardaría 800.000 años en visitar la otra punta de la galaxia y regresar, y 23 millones de años en ir y volver de Andrómeda.

Puede ser, pues, que con la mejor buena voluntad del mundo, un hombre pueda llegar a visitar únicamente las estrellas más cercanas, y desde la perspectiva universal esa distancia sería esencialmente igual a cero.

No obstante, considerando el Universo como una totalidad, supongamos que superamos su falta de movimiento aumentando nuestra velocidad un millón de veces. O, como alternativa, supongamos que una especie de superser ha tomado una fotografía detallada del Universo cada cien mil años y que ahora tenemos la oportunidad de pasar la película por un proyector a dieciséis fotografías por segundo.

A esta velocidad, las galaxias sufren cambios rápidos. Cada una de ellas gira rápidamente alrededor de su centro Si tiene forma de espiral, su brazo puede aparecer y desaparecer. Ninguno de estos cambios sería visible desde nuestra perspectiva universal, por supuesto. Los puntos de luz continuarán siendo sólo puntos de luz.

A esta velocidad, algunas galaxias explotarían en un estallido de luz, otras se desarrollarían en agujeros negros que crecerían enormemente y devorarían millones de estrellas en cuestión de segundos. Otras galaxias chocarían y producirían una lluvia increíble de ondas de radio y otras radiaciones. Ninguna sería individualmente visible. Algunos de los puntos de luz de nuestra visión del universo podrían brillar un poco más y otros un poco menos, pero probablemente no lo notaríamos si no realizáramos mediciones precisas.

En ese caso, ¿aumentar la velocidad del tiempo no alterará la inmutabilidad del Universo? No necesariamente. Existe un cambio que nos abruma en relación con el Universo.

A medida que miramos la película notaremos que el Universo se expande de manera visible. Los agujeros en la estructura de esponja aumentan lentamente, y las curvas y descensos de la luz se aclaran y se esparcen lentamente, de modo que la intensidad de la luz en cualquier punto será débil. En síntesis, la esponja del Universo crecerá cada vez más y su luz se irá debilitando.

También podemos pasar la película hacia atrás. En este caso el Universo se contraerá. Los agujeros en la estructura esponjosa se harán cada vez más pequeños, y las curvas y descensos de la luz se irán espesando y apretando. En síntesis, la esponja se hará cada vez más pequeña y brillante.

Si continuamos pasando la película hacia delante indefinidamente, el Universo se expandirá y se oscurecerá indefinidamente hasta que sea demasiado oscuro como para ser visto. Y si continuamos mirando la película hacia atrás, existe un límite de tiempo durante el cual podemos hacerlo, ya que al final el Universo se encogerá hasta convertirse en la nada.

De hecho, si comenzamos son el presente y miramos la película hacia atrás, representando 100.000 años por cada dieciseisava parte de un segundo, en unas dos horas veremos un Universo contraído en un pequeño punto insoportablemente brillante y caliente, que se apagará en la nada.

Si comenzamos en ese punto en que no existe nada y miramos la película hacia delante, el punto aparecerá con su brillo y su calor insoportables y rápidamente se expandirá y se enfriará. Esa es la Gran Explosión (Big Bang) en la que, según sospechan ahora los astrónomos, se formó de la nada toda la materia y la energía del Universo, según las reglas peculiares de la teoría del cuanto.

La Gran Explosión plantea un problema fascinante a los astrónomos. En el momento de la Gran Explosión, el punto original de luz debía ser homogéneo. Todo debía estar completamente mezclado, y también a medida que se expandió. La totalidad del Universo actual debería de ser, pues, un enorme gas, siempre en expansión y siempre disminuyendo su espesor, que sería siempre el mismo en todas las partes del Universo.

En lugar de ello, si mantenemos nuestra visión universal, tenemos ante nosotros un Universo terriblemente irregular. La materia y la energía se ha coagulado en unos puntos que denominamos galaxias, y éstas a su vez se han agrupado en líneas y curvas de luz que dan al Universo su apariencia de esponja. ¿Cómo puede el Universo transformarse en una esponja a partir de un punto de luz? Los cosmólogos todavía están discutiéndolo y comprobando distintas teorías.

Otro problema es el siguiente: ¿el Universo se expandirá siempre?

El Universo se está expandiendo contra la fuerza de su propia gravedad y, como resultado, su promedio de expansión disminuye. Pero este efecto de freno que ejerce la gravedad, ¿es suficiente para detener completamente la expansión algún día y comenzar una contracción?

Eso depende de la cantidad de materia que haya en el Universo, ya que la materia es el origen de la fuerza de la gravedad. En este momento, la cantidad de materia que podemos detectar no parece sobrepasar el 1% de la cantidad necesaria para detener la expansión algún día. No obstante, existen algunos indicios de que la expansión se detendrá algún día. Ello significaría que hay por lo menos cien veces más materia en el Universo que la que hemos podido detectar hasta ahora. Los cosmólogos lo llaman "el misterio de la masa perdida" y discuten acaloradamente acerca de ello.
 
Para saber más...


Un universo más longevo que lo estimado
Noticia original BBC

El Universo podría ser 1.000 millones de años más antiguo de lo que originalmente se calculaba, de acuerdo a recientes estudios realizados por científicos italianos y alemanes.

Una serie de medidas llevadas a cabo en un laboratorio bajo tierra, indican que la reacción atómica que produce la energía dentro de las estrellas es mucho más lenta que lo que se pensaba.

Ello significa que las estimaciones del ciclo de vida de los elementos cósmicos se quedan cortas. El reajuste efectuado le otorga al Universo una edad de 14.700 millones de años, en vez de los 13.700 millones de años que se le había fijado anteriormente.

Bajo tierra

El descubrimiento se logró en el Laboratorio Bajo Tierra de Astrofísica Nuclear, conocido como LUNA por sus siglas en inglés.

"En LUNA los científicos del Instituto Italiano de Física Nuclear y de la Universidad de Bochum en Alemania, están reproduciendo las reacciones nucleares generadoras de energía que se llevan a cabo dentro del sol", explicó el editor de ciencia de la BBC, David Whitehouse.

De acuerdo al coordinador de LUNA, Carlo Broggini, "en un laboratorio ordinario en la superficie los efectos de la reacción que hemos estudiado habrían permanecido ocultos por otros efectos mucho más abundante que los que se producen bajo tierra".

"Sin embargo, como nuestro laboratorio se encuentra bajo 1.400 metros de roca, contamos con un espacio aislado para llevar a cabo estas delicadas medidas", apuntó el científico.

El ciclo que se reproduce y estudia en LUNA -entre carbono, nitrógeno y oxígeno- sólo produce una pequeña fracción de la energía del Sol, lo que se queda corto con la capacidad energética de otras estrellas del Universo.

No obstante, los resultados obtenidos permitieron determinar que el ciclo entre carbono, nitrógeno y oxígeno provee la mitad de energía que lo que originalmente se pensaba.

"Con este resultado se concluyó que las estrellas viven más que lo que se estimaba, un elemento que afecta los cálculos existentes sobre la edad del Universo, que se basaban en la edad de las estrellas más antiguas", explicó Whitehouse.



Ni finito ni infinito

David Whitehouse

El Universo tiene un ancho de por lo menos 156.000 millones de años luz, dicen los astrónomos.

Esta estimación fue hecha por una sonda espacial que se encuentra investigando la Radiación Cósmica de Fondo, también conocida como eco del Big Bang.

El eco contiene información de cómo era el cosmos en su juventud y cómo pudo haber sido su desarrollo.

El cosmos tiene 13.700 millones de años. Pero la expansión que experimentó después del Big Bang hace que los métodos tradicionales para medir las distancias, no puedan utilizarse en su caso.

El cálculo de su edad fue extraído mediante dos líneas de investigación: la edad de las estrellas y la expansión del Universo.

Esto significa que las radiaciones que nos llegan de las primeras etapas del Universo han viajado por más de 13.000 millones de años.

Pero la conclusión a la que se puede llegar mediante este cálculo -que el radio del Universo es de 13.700 millones de años luz y que su ancho es de 27.400 millones de años luz- es incorrecta.

Según los astrónomos el Universo es más complejo. Se ha ido expandiendo sin tregua desde el Big Bang cuando se originaron la energía, el espacio y el tiempo.

De acuerdo a Neil Cornish y sus colegas de la Universidad del Estado de Montana, en Estados Unidos, la distancia recorrida por la luz en los primeros años del Universo es mayor debido a la expansión del mismo.

Para hacerse una idea más clara, trate de imaginarse al Universo un millón de años después del Big Bang.

La luz viaja durante un año, cubriendo una distancia llamada año luz.

Pero en ese momento, el Universo era aproximadamente mil veces más pequeño que ahora, con lo cual un año luz se ha prolongado ahora hasta llegar a convertirse en casi mil años luz.

Cuando se toma en cuenta esta expansión, el Universo es mucho mayor de lo que se estimaba.

Ni finito ni infinito

A raíz de esta expansión, la radiación de los primeros años del Universo no puede haber viajado a 78.000 millones de años luz.

Lo que significa que el punto de partida de una partícula de luz, un fotón, que llega hasta nosotros después de viajar por 13.700 millones de años, está ahora a una distancia de 78.000 millones de años luz.

Y ese es el radio del Universo.

¿Confundido?

El nuevo cálculo fue hecho con información obtenida por la sonda Wilkinson de la Agencia Nacional para la Aeronáutica y el Espacio (NASA), que estudió la Radiación Cósmica de Fondo, formada 400.000 años después del Big Bang.

Las sutiles diferencias en la radiación de fondo, les permite a los astrónomos determinar la edad del Universo y otros parámetros cosmogónicos.

Una implicancia que se desprende de este nuevo análisis es que la idea de que uno puede, teóricamente, mirar en una dirección y eventualmente verse la parte de atrás de la cabeza, es falsa.

Los investigadores buscaron en vano evidencias de que era posible ver múltiples imágenes de un mismo objeto en diferentes sitios en el espacio y el tiempo.

Según los científicos estadounidenses, la investigación no aporta evidencias de que el Universo sea infinito pero tampoco finito.

Un poco confuso ¿no?.

 
Mendoza, Argentina, 14 de Junio de 2004.
 
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