TEMA 1: Nuestro lugar en el universo.

El Universo donde nos encontramos es un vacío que alberga galaxias, en las cuales hay estrellas, planetas y nebulosas. Estos elementos están sujetos a atracciones gravitatorias que hacen que la estructura del Universo sea tal como la conozcamos actualmente.

El Universo se originó hace unos 13.700 millones de años. La teoría que mejor explica su nacimiento es el big bang, según la cual, antes de que existiera el universo toda la materia estaba condensada en una gran masa muy inestable que, en un determinado momento, explosionó, haciendo que la materia se expandiera y que las fuerzas fundamentales se separaran (electromagnética, gravitatoria, nuclear fuerte y nuclear débil) simultáneamente.

A medida que la temperatura fue disminuyendo, se formaron los átomos, lo cual hizo que disminuyera el número de partículas cargadas libres que existía y así la luz pudo viajar por el espacio. Después, gracias a la atracción gravitacional, se formaron nebulosas, planetas y estrellas. De ahí se originaron las primeras galaxias. Más tarde, las galaxias empezaron a viajar a mayor velocidad, se cree que debido a una energía oscura de naturaleza desconocida que actúa contra la atracción gravitatoria y que hace que el universo esté actualmente en expansión.

Experimentalmente se confirma la teoría del big bang debido a que:

Newton explicó el movimiento del Universo con la ley de gravitación, que dice que los cuerpos se atraen más cuanto más próximos estén unos a otros (atracción inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa) y cuanto mayor sea su masa (atracción directamente proporcional al producto de las masas que interaccionan).

Einstein describió la atracción de los cuerpos con su teoría de la relatividad general, según la cual, las masas actúan deformando el espacio que hay a su alrededor.

La atracción gravitatoria más intensa se da en los agujeros negros. Su campo gravitatorio es tan intenso que absorbe hasta la luz; no podemos verlos pero se detectan gracias a los rayos X que emite la materia al acelerarse, justo antes de caer en ellos. Cuantos más cuerpos absorban, mayor es su masa y incrementándose su atracción gravitatoria.

La Vía Láctea es la galaxia en la cual se encuentra el sistema solar al que pertenecemos. El Sol es la estrella del sistema solar, se formó a partir de una nebulosa que entró en colapso por la explosión de una supernova en torno a la cual giran los planetas terrestres (Mercurio, Venus, Tierra y Marte), los gigantes (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno), asteroides (Plutón y Eris), los satélites de los planetas (se conocen 166 hasta ahora), cometas, polvo estelar…

Casi todas las galaxias que se han investigado tienen en su centro un agujero negro. El que ocupa el centro de la Vía Láctea se llama Sagitario A*. Las estrellas que rodean a Sagitario A* no caen en él porque se encuentran a una distancia en la que su campo de gravitatorio no es lo suficientemente intenso, si estuvieran a menos de 7,7 millones de kilómetros del agujero, caerían irremediablemente hacia él.

Las estrellas fabrican elementos químicos. El sol produce 695 millones de toneladas de helio a partir del hidrógeno cada segundo. Sabemos que el Sol está formado fundamentalmente por helio e hidrógeno, ya que sus emisiones espectrales coinciden en gran parte con los espectros de estos compuestos.

El hidrógeno es el elemento que más abunda en el universo. A partir de él han surgido el resto de elementos químicos. Los núcleos de hidrógeno tienen carga positiva y, por tener la misma carga, se repelen unos a otros.

En el interior de las estrellas la temperatura es muy alta y los núcleos de hidrógeno se mueven a 1000 km/s. A estas velocidades se producen choques y los núcleos se fusionan, dando origen a otros nuevos. Sumando los núcleos se forman los elementos químicos.

El Sol se formó hace 4500 millones de años, cuando una nube de gas y polvo comenzó a contraerse. Unos millones de años más tarde, la nebulosa se transformó en una estrella.

Se cree que la nebulosa que originó el Sol comenzó a contraerse porque fue contaminada por la onda de choque de una supernova que explotó cerca. La nebulosa se colapsó y los choques de las partículas que la formaban en su centro hicieron que se calentara hasta una temperatura de unos 10 millones de grados; entonces los núcleos de hidrógeno se fusionaron formando helio y liberando gran cantidad de energía. Así se formó el Sol.

Los planetas se originaron porque, la nebulosa se convirtió en un disco con más partículas en su centro, por lo tanto más caliente en esa zona. Los elementos más ligeros se desplazaron hacia la parte exterior, que es más fría. En las zonas más internas los cuerpos chocaron entre sí dando origen a planetas.

Los planetas exteriores (gigantes: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) se formaron a partir de gas. Y los interiores (terrestres: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte), a partir de material sólido, como roca y metal.

Algunos planetas tienen atmósfera (la Tierra y Venus) porque la gravedad retiene los gases que hay a su alrededor.

La Luna no es como los demás satélites, que se formaron con el material sobrante de la construcción de los planetas. La Luna se formó por la colisión de un planeta menor contra la Tierra.

Los exoplanetas son los planetas extrasolares: planetas que están en órbita alrededor de una estrella distinta del Sol. La mayoría de los exoplanetas detectados son gigantes. Hay muchos planetas gigantes muy próximos al Sol. Esos planetas no pudieron formarse tan cerca de la estrella, ya que la irradiación de ésta los habría destruido. Se cree que han migrado desde órbitas lejanas y quizá estén a punto de caer sobre su estrella.

Para que haya vida en un planeta tienen que existir unas condiciones especiales. La vida, como la conocemos, requiere energía, carbono, agua líquida y atmósfera.

Favorecen la aparición de vida compleja: la distancia del planeta a la estrella, gravedad suficiente en el planeta (si no tiene gravedad suficiente, no retiene la atmósfera), núcleo metálico fundido (para que, al girar genere un campo magnético que proteja al planeta e las radiaciones de las estrellas), satélite (como la Luna, para que ejerza de amarre gravitatorio), tiempo de vida de la estrella (para que dé tiempo a formarse vida), planetas gigantes cercanos (tienen más atracción gravitatoria, hacen de escudo contra posibles impactos de asteroides), situación dentro de la Vía Láctea (lejos del centro galáctico, dónde suceden más explosiones de supernovas).

NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO

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