NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO

Si observamos el cielo con atención, podremos ver por qué la mayoría de nuestros antepasados ​​creían que los cielos giraban en torno a una Tierra estacionaria. El Sol, La Luna, los planetas y las estrellas parecen dar vueltas alrededor de nuestro cielo cada día, y no podemos sentir el movimiento constante de la Tierra a medida que gira sobre su eje y orbita alrededor del Sol. Por lo tanto, parece bastante natural suponer que vivimos en un universo centrado en la Tierra. Sin embargo, ahora sabemos que la Tierra es un planeta que orbita una estrella bastante promedio en un vasto universo.

En este artículo responderemos preguntas interesantes sobre nuestra perspectiva cosmológica, tales como:

• ¿Cuál es nuestro lugar en el universo?

• ¿Cómo llegamos a ser?

• ¿Cómo podemos saber cómo era el universo en el pasado?

• ¿Podemos ver todo el universo?

¿Cuál es nuestro lugar en el universo?

A continuación podemos ver nuestro lugar en el universo bajo lo que podríamos llamar nuestra "dirección cósmica". La Tierra es un planeta en nuestro sistema solar, que consiste en el Sol y todos los objetos que lo orbitan: los planetas y sus lunas, e innumerables objetos más pequeños, incluidos los asteroides rocosos y los cometas helados.

Nuestro Sol es una estrella, al igual que las estrellas que vemos en nuestro cielo nocturno. El Sol y todas las estrellas que podemos ver a simple vista constituyen solo una pequeña parte de una enorme colección de estrellas en forma de disco llamada Galaxia, que en nuestro caso es la Vía Láctea.

Una galaxia es una gran isla de estrellas en el espacio, que contiene desde unos pocos cientos de millones hasta un billón o más estrellas. La Vía Láctea es relativamente grande y contiene más de 100 mil millones de estrellas.

Nuestro sistema solar se encuentra a poco más de la mitad del centro galáctico hasta el borde del disco galáctico.

Miles de millones de otras galaxias están dispersas por todo el espacio. Algunas galaxias están bastante aisladas, pero muchas otras se encuentran en grupos. Nuestra Vía Láctea, por ejemplo, es una de las dos más grandes entre aproximadamente 40 galaxias en el Grupo Local. Los grupos de galaxias con más de unas pocas docenas de miembros a menudo se llaman cúmulos galácticos.

En una escala muy grande, las observaciones muestran que las galaxias y los cúmulos de galaxias parecen estar dispuestos en cadenas gigantes con enormes vacíos entre ellas. Las regiones en las que las galaxias y los cúmulos de galaxias están más compactas se llaman supercúmulos, que son esencialmente cúmulos de cúmulos de galaxias. Nuestro grupo local está ubicado en las afueras del Supercúmulo local.

Juntas, todas estas estructuras forman nuestro universo. En otras palabras, el universo es la suma total de toda la materia y la energía, abarcando los supercúmulos y vacíos y todo lo que hay dentro de ellos.

¿Cómo llegamos a ser?

El universo comenzó en el Big Bang y se ha estado expandiendo desde entonces, excepto en regiones localizadas donde la gravedad ha causado que la materia colapse en galaxias y estrellas.

El Big Bang esencialmente produjo solo dos elementos químicos: hidrógeno y helio. El resto ha sido producido por estrellas, por eso somos "polvo de estrellas".

Las observaciones telescópicas de galaxias distantes muestran que todo el universo se está expandiendo, lo que significa que las distancias promedio entre galaxias aumentan con el tiempo. Este hecho implica que las galaxias debieron estar más juntas en el pasado, y si retrocedemos lo suficiente, debemos llegar al punto en que comenzó la expansión. A este comienzo lo llamamos Big Bang y, a partir de la tasa de expansión observada, estimamos que ocurrió hace unos 14 mil millones de años.

El universo en su conjunto ha seguido expandiéndose desde el Big Bang, pero a escalas más pequeñas, por otro lado, la fuerza de la gravedad ha unido la materia. Estructuras como las galaxias y los cúmulos de galaxias ocupan regiones donde la gravedad ha vencido a la expansión. Es decir, mientras que el universo en su conjunto continúa expandiéndose, las galaxias individuales y los cúmulos de galaxias no se expanden.

Dentro de galaxias como la Vía Láctea, la gravedad induce el colapso de las nubes de gas y polvo para formar estrellas y planetas. Las estrellas no son organismos vivos; sin embargo, pasan por "ciclos de vida". Una estrella nace cuando la gravedad comprime el material en una nube hasta el punto donde el centro se vuelve lo suficientemente denso y caliente como para generar energía por fusión nuclear, que es el proceso en el que los núcleos atómicos livianos se unen o fusionan para formar núcleos más pesados.

La estrella "vive" mientras pueda generar energía a partir de la fusión y "muere" cuando agota su combustible.

En sus últimos días, una estrella expulsa gran parte de su contenido al espacio. En particular, las estrellas masivas que mueren en explosiones titánicas llamadas supernovas. La materia devuelta se mezcla con otra materia que flota entre las estrellas en la galaxia, y eventualmente se convierte en parte de nuevas nubes de gas y polvo de las cuales las futuras generaciones de estrellas pueden nacer.

Por lo tanto, las galaxias funcionan como plantas de reciclaje cósmico, material de reciclaje expulsado de las estrellas moribundas a las nuevas generaciones de estrellas y planetas. Nuestro propio sistema solar es producto de muchas generaciones de este tipo de reciclaje.

Las Fábricas estelares y los elementos de la Tierra

Mediante el estudio de estrellas de diferentes edades, hemos aprendido que el universo primitivo contenía solo los elementos químicos más simples: hidrógeno y helio (y un rastro de litio). Nosotros y la Tierra estamos hechos principalmente de otros elementos, como carbono, nitrógeno, oxígeno y hierro. ¿De dónde vienen estos otros elementos? La evidencia muestra que estos elementos fueron fabricados por estrellas, algunos a través de la fusión nuclear que hace brillar a las estrellas, y otros a través de reacciones nucleares que acompañan a las explosiones que terminan con las vidas estelares.

Para cuando se formó nuestro sistema solar, hace unos 4 mil millones de años, las generaciones anteriores de estrellas habían convertido aproximadamente el 2% del hidrógeno y el helio originales de nuestra galaxia en elementos más pesados.

Por lo tanto, la nube que dio origen a nuestro sistema solar estaba hecha de aproximadamente 98% de hidrógeno y helio y 2% de otros elementos. Ese 2% puede parecer una pequeña cantidad, pero fue más que suficiente para hacer los pequeños planetas rocosos de nuestro sistema solar, incluida la Tierra. En la Tierra, algunos de estos elementos se convirtieron en los ingredientes en bruto de formas de vida simples, que finalmente florecieron en la gran diversidad de la vida en la Tierra hoy día.

¿Cómo podemos saber cómo era el universo en el pasado?

Debido a que la luz tarda en viajar por el espacio, nos lleva a un hecho notable: cuanto más lejos miramos en la distancia, más atrás miramos en el tiempo. Por ejemplo, la estrella más brillante del cielo nocturno, Sirius, está a unos 8 años luz de distancia, lo que significa que su luz tarda unos 8 años en llegar a nosotros. Cuando miramos a Sirius, lo estamos viendo no como es hoy, sino como era hace unos 8 años.

La galaxia Andrómeda se encuentra a unos 2,5 millones de años luz de la Tierra. Por lo tanto, la siguiente imagen es de cómo se veía esta galaxia hace aproximadamente 2.5 millones de años, cuando los primeros humanos caminaban por primera vez en la Tierra.

¿Podemos ver todo el universo?

No. La edad del universo limita la extensión de nuestro universo observable. Debido a que el universo tiene aproximadamente 14 mil millones de años, nuestro universo observable se extiende a una distancia de aproximadamente 14 mil millones de años luz. Si intentáramos mirar más allá de esa distancia, estaríamos tratando de mirar un tiempo antes de que el universo existiera.