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El Universo y el Sistema Solar - Ensayo


Sigue siendo un misterio cual habrá sido el origen del Universo en el tiempo cero. Una de las teorías más aceptadas es la creación a partir del big bang también conocida como la gran explosión, ocurrida hace aproximadamente 13.8000 millones de años. La teoría del big bang también postula que el Universo comenzó a expandirse desde su origen y lo sigue haciendo hasta el día de hoy. Como resultado de la explosión se originaron extensas nubes de polvo y gases calientes. A partir de éstos materiales primigenios habrían surgido otros elementos, a su vez, éstos últimos fueron la materia prima para la formación de galaxias, estrellas y sistemas complejos, cómo nuestro sistema solar.


Una pequeña cantidad de los elementos pesados presentes en las nebulosas primigenias fueron acumulados juntos, dando origen a cuerpos celestes, entre ellos los planetas, como la Tierra. Todos Los planetas que giran alrededor del sol describiendo una órbita forman lo que se conoce cómo sistema solar.

Entonces, ¿cuáles fueron las condiciones iniciales durante la formación del Universo y posterior formación de nuestro sistema solar?, ¿Cuáles son los componentes del universo y de nuestro sistema solar?

El big bang es la teoría científica universal más aceptada para definir el origen del universo. Esta teoría fue desarrollada por el científico ucraniano George Gamow y publicada por primera vez en un artículo escrito en 1948.

“En ese artículo, hicieron la notable predicción de que la radiación (en forma de fotones) procedentes de las etapas tempranas muy calientes del universo debe permanecer todavía hoy, pero con su temperatura reducida a solo unos pocos grados por encima del cero absoluto”, (Hawking, 1988, pag. 109).

Hawking (1988) señala en su libro historia del tiempo lo siguiente, “se piensa que en el momento del big bang el universo tuvo un tamaño nulo y por lo tanto estuvo infinitamente caliente. Pero conforme el universo se expandía la temperatura de la radiación disminuía” (pag.108). Segundos después de la explosión la temperatura habría disminuido varios miles de millones de grados. En ese momento el universo habría estado formado principalmente por partículas extremadamente ligeras, tales como, fotones, electrones, neutrinos además de sus antipartículas – se entiende por antíparticulas a partículas con iguales características y que difieren sólo en su carga eléctrica-, junto con algunos protones y neutrones. En resúmen, la etapa temprana del universo se caracteriza por ser una etapa muy caliente.

La explosión habría generado una gran nube de polvo y gases calientes, a partir de los cuales empezaron a formarse núcleos de átomos de Deuterio (hidrógeno pesado) los cuales evolucionaron a núcleos de helio y también se formaron algunos otros elementos más pesados, tales como, litio y berilio.

El universo está formado por Galaxias, y éstas a su vez están formadas por agrupaciones de distintas estrellas. El Universo está constituido por aproximadamente 100.000 millones de galaxias con distintas formas, ya sea, elípticas, espirales, irregulares.

Nuestro sistema solar (ver fig. 1), se encuentra ubicado dentro de la vía láctea, una galaxia del tipo espiral y perteneciente a un grupo local de galaxias.

Figura 1. Esta imagen representa el sistema solar, pueden observarse al sol y su familia de planetas.

A lo largo de la historia se han propuesto distintos modelos para explicar el sistema solar.

Aristóteles defendía el modelo geocéntrico, el cual postulaba que la Tierra era el centro del universo, y que alrededor de ella giraban el sol, la luna, los planetas y una esfera que contenía a todas las estrellas fijas.

Un siglo más tarde Aristarco, desarrolló un razonamiento para demostrar que el Sol era el centro de todas las cosas, pero su teoría tuvo pocos adeptos.

Ptolomeo, un destacado astrónomo y sabio griego, publicó en el siglo II d.C. una enciclopedia de la ciencia clásica llamada, el Almagest, en ésta enciclopedia expuso y apoyó sus argumentos de que la Tierra era el centro del Universo. Esta teoría postulaba un complejo sistema de círculos dentro de círculos, los cuales giraban alrededor de la Tierra. 

El sistema propuesto por Ptlomeo, conocido como sistema Ptolemaico reinó durante quince siglos.

Las teorías propuestas por Nicolaus Copernicus produjeron el desplome del sistema Ptolemaico. Copernico a diferencia de Ptlomeo creyó que era el Sol el que se encuentra en el centro del sistema y no la Tierra. 

En 1609 Galileo Galilei comenzó a observar el cielo nocturno con un telescopio, aparato que acababa de inventar. Con esto se descubrió satélites que giraban alrededor de otros planetas. Esto implicaba que no todo tenía que girar alrededor de la Tierra, como defendían Aristóteles y Ptolomeo, con esto la teoría copernicana cobraba más fuerza.

Otra contribución importante vino de la mano de Johannes Kepler, el cual modificó la teoría copernicana, indicando que los planetas no describían órbitas circulares alrededor del sol, si no en elipses. En la actualidad es ésta última teoría la más aceptada dentro del mundo científico.

El sistema solar está dominado por el Sol. Este corresponde a una estrella que contiene más del 99,8% de la masa total del sistema. El sol posee un diámetro de aproximadamente 1.4 millones km. Actualmente ha alcanzado la mitad de su esperanza de vida, que corresponde a unos 10.000 millones de años. Cómo ya se ha mencionado, el sol ocupa el centro del sistema solar, y está rodeado por 8 planetas mayores que dibuja órbitas elípticas alrededor del mismo, entre esos planetas se encuentra nuestro planeta Tierra.

Las reacciones nucleares llevadas en su interior, aportan una fuente continua de energía, esto explica el brillo y su liberación de calor hacia los planetas del sistema.

Chambers, J. & Mitton, J. (2014) señalan:
En astronomía solar se utiliza como medida de distancia la unidad astronómica (UA), que es la distancia media entre la Tierra y el Sol, unos 150 millones de kilómetros. Distinguimos entre planetas interiores, cuya órbita se halla a menos de 2 UA del sol, y planetas exteriores, de órbitas situadas entre 5 y 30 UA del Sol, (pag. 2).

Todos los planetas, sus satélites y los pequeños cuerpos que denominamos asteroides y cometas nacieron tras una fase de agregación de pequeñas partículas sólidas que mayoritariamente condensaron de la fase gaseosa en la llamada nebulosa solar pero que también contendría granos de polvo formados en las envolturas de otras estrellas (Zinner, 2003).

Trigo (2010) en su artículo sobre el origen del sistema solar señala que, “Entre los condensados formados en el sistema solar podríamos citar granos metálicos, silicatos y óxidos refractarios en el interior del disco protoplanetario que vendrían acompañados de materia orgánica y hielos en la región exterior”.

Nuestro sol habría nacido cuándo en la Vía Láctea habían muerto estrellas de generaciones anteriores que finalizaron su existencia con grandes emisiones de nuevos elementos químicos al medio interestelar, por lo tanto, el sol no es una estrella de primera generación. A Partir de las extensas nubes formadas por polvo interestelar y hace unos 4.567 millones de años tuvo lugar la formación de los primeros condensados sólidos de nuestro sistema solar (Amelin et al., 2002).

El universo tuvo un origen complejo hace miles de millones de años y cómo resultado de la gran explosión se originaron nebulosas de polvo interestelar y gases calientes, a partir de éstos se habrían originado todos los componentes que se conocen en la actualidad, galaxias, estrellas, planetas, etc. 

El sistema solar representa una ínfima parte del Universo y tuvo su origen en algún momento de la historia de evolución de nuestro Universo.

Referencias

  • Hawking, E. (1988). Historia del tiempo; Del Big Bang a los agujeros negros. (pp. 107-129)
  • Levy, D.H. Observando el Cielo. Planeta. (pp.19-27)
  • Chambers, J & Mitton, J (2014). From Dust to Life. The origin and evolution of our solar system. Princeton University.
  • Trigo, J.M. (2010). El origen del Sistema Solar revelado del studio de meteoritos primitivos y partículas cometarias. Instituto de ciencias del Espacio. Barcelona, España. (pp.1-2)

 

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