Estructura del universo
La física de los primeros momentos de nuestro universo, cuando era inimaginablemente caliente y denso, está íntimamente relacionada con la física de las energías más altas. El universo entonces, una fracción de segundo después del Big Bang, era una sopa cuántica caliente de las partículas fundamentales que se revelan en los aceleradores de partículas actuales. Todas las fuerzas de la naturaleza estaban en juego. Incluso la gravedad, una fuerza minúscula para la física de los átomos y núcleos individuales de hoy, era fuerte. La física de aquella época marcó el rumbo de la futura evolución del universo, conduciendo a lo que vemos hoy: un vasto cosmos en expansión de estrellas, galaxias y materia oscura desconocida que se extiende 13.000 millones de años luz en todas las direcciones.
Las observaciones que revelan esta imagen del universo primitivo sólo pueden realizarse con instrumentos sofisticados que utilizan tecnología desarrollada en gran medida a partir de la investigación básica sobre la física de la materia en el laboratorio. Por ejemplo, los detectores basados en chips semiconductores ultrapuros, transportados en satélites guiados por radiotelemetría y relojes atómicos, detectan la luz emitida por el Big Bang caliente que se propaga hacia nosotros desde hace 13.000 millones de años, muy enfriada por la expansión del universo.
Estructura y composición del universo
Hay que empezar recordando y destacando algo que pondrá en contexto las siguientes observaciones: todo conocimiento científico es provisional, y está completamente sujeto a revisión. Es más, lo que voy a explicar a continuación son especulaciones basadas en la ciencia rigurosa -pero especulaciones al fin y al cabo- que tratan de explicar lo que hemos podido observar con los telescopios e instrumentos más avanzados de nuestro tiempo. La verdadera y completa realidad del vasto Cosmos no puede ser captada por nosotros, debido a nuestra propia finitud. En resumen, aunque hemos aprendido mucho, hay una cantidad mucho mayor que todavía no conocemos. Y, al escribir esta panorámica, he estado muy tentado de acompañar cada afirmación con el cúmulo de preguntas sin respuesta que la envuelven. Pero esos detalles deben dejarse para libros especializados.
Dicho esto, resulta aún más emocionante contemplar la hermosa e inacabada aventura del ser humano avanzando a ciegas pero con decisión en busca de los infinitos misterios, impulsado por su curiosidad y su innato deseo de aprender. Tales son las características que nos han hecho capaces de superar nuestras propias y fuertes limitaciones, alcanzando cotas antes inconcebibles. Por ejemplo, en el caso concreto del sentido de la vista -al fin y al cabo somos prácticamente ciegos, incapaces de distinguir objetos lejanos y sólo capaces de ver una banda extremadamente limitada de longitudes de onda del espectro electromagnético- hemos sido capaces de inventar maravillosas “prótesis”, es decir, telescopios. Así que ahora podemos “ver” objetos celestes que están a distancias tan enormes que tenemos que medirlos en miles de millones de años luz.
Describir la estructura del universo y de nuestro sistema solar
Estudios recientes del Fondo Cósmico de Microondas nos han proporcionado una imagen de alta calidad del Universo cuando sólo tenía 380.000 años. En esa época era una mezcla casi uniforme de hidrógeno, helio, materia oscura y radiación, sin galaxias, ni estrellas, ni planetas, ni personas, ni siquiera núcleos atómicos más pesados que el litio. Bajo la acción de la gravedad, las débiles fluctuaciones observadas en el cielo de microondas evolucionaron hacia la estructura extraordinariamente compleja de nuestro Universo actual. Mostraré cómo se pueden utilizar simulaciones con superordenadores para demostrar que dicha evolución reproduce efectivamente las propiedades observadas de las galaxias y las estructuras a gran escala actuales, confirmando así los extraordinarios supuestos del actual paradigma de formación de estructuras. Sólo una cuarta parte de la densidad de energía del Universo actual está en la materia gravitatoria; sólo una sexta parte de esta materia está formada por átomos u otras partículas conocidas; sólo el 5 por ciento de este material bariónico está actualmente dentro de las galaxias. La mayor parte del Universo actual está en forma de energía oscura; la mayor parte de la materia gravitatoria es materia oscura; y la mayor parte de los bariones permanecen sin ser vistos en el espacio intergaláctico. Las propiedades de las fluctuaciones medidas en el cielo de microondas sugieren que se originaron muy cerca del Big Bang como fluctuaciones cuánticas del propio vacío. Todo se ha formado de la nada. Palabras clave fondo cósmico de microondasmateria oscuraenergía oscuraevolucióngravedadgalaxiasestructura del Universoestructura del Universo
Tamaño del universo
UniversoLa imagen de campo ultraprofundo del Hubble muestra algunas de las galaxias más remotas visibles con la tecnología actual, cada una de ellas formada por miles de millones de estrellas. (Área aparente de la imagen alrededor de 1/79 de la de una luna llena)[1]Edad (dentro del modelo Lambda-CDM)13,799 ± 0,021 mil millones de años[2]DiámetroConocido.[3] Diámetro del universo observable: 8,8×1026 m (28,5 Gpc o 93 Gly)[4]Masa (materia ordinaria)Al menos 1053 kg[5]Densidad media (incluyendo la contribución de la energía)9,9 x 10-30 g/cm3[6]Temperatura media2. 72548 K (-270,4 °C o -454,8 °F)[7]Contenido principalMateria ordinaria (bariónica) (4,9%)Materia oscura (26,8%)Energía oscura (68,3%)[8]FormaPlana con un margen de error del 0,4%[9].
El universo (latín: universus) es todo el espacio y el tiempo[a] y su contenido,[10] incluyendo planetas, estrellas, galaxias y todas las demás formas de materia y energía. La teoría del Big Bang es la descripción cosmológica predominante del desarrollo del universo. Según esta teoría, el espacio y el tiempo surgieron juntos hace 13.787±0.020 millones de años,[11] y el universo ha estado expandiéndose desde el Big Bang. Aunque se desconoce el tamaño espacial de todo el universo,[3] es posible medir el tamaño del universo observable, que tiene un diámetro de aproximadamente 93.000 millones de años luz en la actualidad.