La Formación de la Tierra

Hace 4550 millones de años la tierra estaba cubierta por una espesa capa de nubes, bajo las nubes el planeta es escarlata, su atmósfera mucho más densa que la actual solo deja filtrar los rayos rojos hasta su superficie, su superficie estaba cubierta por un vasto océano sin señales de protocontinentes, su tamaño era una décima parte del tamaño actual,  gira alrededor del sol junto con una veintena de protoplanetas de tamaño similar, hoy esa parte del espacio está ocupada por tan solo cuatro planetas, Mercurio, Venus, La Tierra y Marte.

Durante los próximos 10 millones de años los veinte protoplanetas siguieron su curso alrededor del sol, pero un día el efecto combinado de sus fuerzas gravitatorias comenzó a perturbar sus órbitas provocando las primeras colisiones.

Con la violencia del choque los protoplanetas entran en fusión, engendrando un nuevo objeto cuyo tamaño es igual a la suma de los dos, el tamaño de un planeta depende del número de colisiones que lo han engendrado, uno o dos protoplanetas fueron suficientes para crear a Mercurio, para la formación de Venus hicieron falta ocho, Marte pudo ser perfectamente un protoplaneta arcaico que no sufrió ninguna colisión, en cuanto a la tierra fue sin duda el resultado de una decena de colisiones de este tipo.

Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.

Debido a las colisiones la tierra comenzó a calentarse desde adentro, el hierro y el níquel se fundieron desplazándose hacia el núcleo, provocando un  calor similar al de un horno gigante, convirtiendo la superficie del planeta en un mar de magma, los impactos más importantes pudieron haber esterilizado el planeta debido a las temperaturas alcanzadas.

La formación del núcleo terrestre, que algunos denominan la gran catástrofe de hierro, sucedió durante los primeros 40 millones de años de la existencia del planeta, y tuvo profundas consecuencias en nuestro futuro, dentro del núcleo el movimiento rotatorio de la bola de hierro fundido creo un importante campo magnético protector alrededor de la tierra, sin este campo la tierra sería un desierto sin aire carente de vida, conjuntos de materia provenientes del Sol pasan junto a la Tierra a más de un millón y medio de kilómetros por hora y podrían erosionar la atmósfera en unos millones de años, sin embargo el campo magnético desvía el viento solar protegiendo nuestro aire.

 Hace 4500 millones de años, la tierra era una bola de abrazadora, toxica y estéril, lluvias de meteoritos caen en su superficie, con nubes de ácidos letales,  la tierra parecía estar destinada a no albergar vida alguna, pese a esto todo estaba a punto de cambiar, la Tierra colisiono con el ultimo protoplaneta que se encontraba cerca de su órbita, en el cuarto o quinto punto de Lagrange. Este protoplaneta, llamado Theia, se estima que sería más pequeño que la actual Tierra, probablemente del mismo tamaño y masa que Marte. Iba oscilando tras la Tierra, hasta que finalmente chocó con esta.

La baja velocidad relativa y el choque oblicuo no fueron suficientes para destruir la Tierra, pero una parte de su corteza salió disparada al espacio como enormes nubes de roca en fusión.

 Los elementos más pesados de Theia se hundieron hacia el centro de la Tierra, mientras que el resto se mezcló y condensó como parte de la Tierra o salió desprendida.

La órbita inicial de la tierra pudo ser estable, pero el choque de ambos la desestabilizó y aumentó su masa. El impacto cambió el eje de giro de la Tierra, inclinándolo hasta los 23,5º; siendo el causante de las estaciones (el modelo ideal de los planetas tendría un eje de giro sin inclinación, paralelo al del Sol, y por tanto sin estaciones), creando un mundo completamente nuevo, nuestro mundo.

La parte que salió despedida al espacio, órbito durante mucho tiempo después de la colisión,  vistos desde la superficie debían formar un inmenso cinturón, parecido a los anillos de Saturno,  estos fragmentos bajo la influencia de su propia gravedad fueron colisionando y fusionándose entre sí, hasta formar un objeto celeste imponente de forma esférica, capturada por la gravedad de la Tierra, así nació el satélite de nuestro planeta, nuestra Luna.

La tierra era un  mundo de fuego, las temperaturas eran tan elevadas que la superficie del planeta era un océano de material fundido, pero incluso entonces, la tierra ya se estaba enfriando, la radiactividad que causaba buena parte del calor disminuía lentamente, preparando el camino para el primer cambio radical del planeta, su transformación en un mundo acuático.

Hace 4400 millones de años, la edad de la tierra era de unos 100 millones de años, los meteoritos seguían impactando en el planeta, pero el enfriamiento gradual del núcleo había hecho que la mayor parte de la superficie se solidificase formando una corteza de oscura roca volcánica, incluso entonces después de tan poco tiempo el agua ya se formaba en la superficie.

Hoy creemos que los océanos de la tierra provienen del espacio, llegaron en asteroides y cometas con un alto contenido de agua que salpicaron la tierra durante su proceso de creación, un fragmento de meteorito contiene el material con el que se formó la tierra, de este un 5% aproximadamente es agua, el agua de objetos como estos llego a la tierra y formo los océanos, los científicos están divididos al respecto, pero sea cual sea el origen del agua, cuando llego transformo el planeta por completo, al evaporarse de la superficie, el vapor de agua ascendió en cantidades inmensas y se unió al dióxido de carbono en la atmósfera primigenia, formando nubes espesas que lo cubrieron todo.

Esta condensación desencadenaría el mayor diluvio que ha sufrido la tierra, las tormentas azotaban el cielo y la lluvia comenzó a caer sobre la superficie rocosa, llovió durante millones y millones de años, el resultado fue un mundo acuático.

Hace 4000 millones de años, la tierra tenía 500 millones de años, más del 90% de su superficie se había convertido en un inmenso océano, pequeñas islas volcánicas se asomaban entre las olas, estos mares gigantescos eran ricos en hierro lo que les daba un color verde aceituna, el dióxido de carbono abundaba tanto en el cielo que parecía rojo.

La densa atmósfera ejercía una presión suficiente como para aplastar el cuerpo humano, el calor era abrazador, las temperaturas eran superiores a los 93 grados centígrados, este mundo acuático, toxico e inhabitable, duraría otros 500 millones de años, pero ya entonces se iniciaba otra transformación crucial, la actividad volcánica reapareció para desencadenar la creación de los continentes a partir de la creación de un nuevo tipo de roca, la tierra estaba a punto de convertirse en un planeta de granito.

Hace 3400 millones de años, la tierra tiene poco más de 100 millones de años, los inmensos océanos verdes lo cubrían casi todo, ninguna de las islas volcánicas que se asomaban sobre la superficie sobrevivían al embate de los mares, pero todo estaba a punto de cambiar, el aumento de la actividad volcánica submarina no tardaría en crear una roca más dura que daría lugar a los continentes, hace 3500 millones de años, el granito comenzó  a aparecer por todas partes, el aumento de los fenómenos volcánicos había fracturado la corteza terrestre bajo los inmensos océanos, permitiendo que el agua entrase en las grietas de la lava fundida, esta mezcla de agua muy caliente y lava basáltica, dio lugar a una nueva roca, el granito.

El Cratón de Kaapvaal, formación de granito primitivo ubicado al sur de África

Ascendió desde las profundidades para formar la primera corteza continental, la corteza de granito no solo era ligera, también era resistente, lo bastante para soportar la fuerza erosiva de los océanos, durante los siguientes 2.000 millones de años, los protocontinentes de granito crecieron a un ritmo lento pero constante, en diferentes partes del globo la corteza granítica parecía poder formar algún día el corazón de grandes masas de tierra, el dominio de los océanos había llegado a su fin, los continentes habían llegado.

La lenta expansión de los protocontinentes de granito no solo cambiaría la apariencia del planeta, las costas poco profundas llenarían de vida la superficie bañada por el sol y ayudarían a desencadenar la producción de oxígeno, se cree que la vida primitiva unicelular se remonta casi al origen de los océanos, a mucha profundidad bajo las olas, viviendo del calor producido por las fisuras volcánicas submarinas, pero ahora están evolucionando y ascendiendo a la superficie, en la costa continental iba a aparecer un organismo que transformaría el planeta, el estromatolito.

El estromatolito se nutría de la luz solar y lleno la atmósfera de oxígeno, este organismo primordial todavía puede conseguirse en nuestra época, esta alga transformaba la luz del sol en oxígeno en un proceso conocido como fotosíntesis, durante 200 millones de años incontables generaciones de estromatolitos produjeron más de 20 mil millones de toneladas de oxígeno, en un principio el gas se disolvía en los océanos donde oxido miles de millones de toneladas de hierro, pero con el tiempo llenaría también la atmósfera y transformaría el planeta, el aspecto del planeta cambiaría por completo, cuando el hierro desapareció de los océanos, estos pasaron del verde oliva al azul, cuando el oxígeno llego a la atmósfera diluyo el dióxido de carbono y limpio el aire, por primera vez en su historia la tierra comenzó a parecerse al planeta que conocemos.

La aparición del oxígeno había teñido los océanos de azul y los continentes habían crecido hasta cubrir casi la cuarta parte  de la superficie, pero su expansión no había acabado, bajo los océanos se desataban fuerzas que cambiarían su posición, imperceptiblemente los continentes se movían, a gran profundidad bajo la superficie el manto rocoso se mueve continuamente en círculos siguiendo las corrientes de convección de calor generadas en el interior del planeta.

 Donde estas corrientes ascienden se forman grietas y las placas se alejan, en el espacio que dejan se forma nueva corteza marina.

 Donde las corrientes del manto descienden arrastran la vieja placa oceánica hacia el interior de la tierra, cuando la placa oceánica se mueve también lo hacen los continentes.

Conforme los océanos que los separaban disminuían las enormes masas de tierra se unieron en un supercontinente, Rodinia.

Se cree que Canadá y los Estados Unidos formaban el corazón del supercontinente, y los demás continentes se agrupaban a su alrededor, quizás Rodinia era un lugar sin vida pero tendría un efecto crucial en la vida de los océanos, en las aguas oxigenadas crecían formas de vida primitivas junto a los estromatolitos.

Pero el enorme supercontinente estaba a punto de producir en ellos un tremendo impacto, Rodinia desencadenaría lo que hoy conocemos como la glaciación global, la mayor helada que el mundo jamás ha conocido.

Hace unos 700 millones de años la posición de Rodinia bloqueaban las corrientes que llevaban agua cálidas desde el ecuador  hasta los polos, sin ese calor las regiones polares se helaron, el hielo que surgió reflejaba la mayor parte de los rayos solares y en un catastrófico efecto de bola de nieve las temperaturas cayeron aún más, y el hielo avanzo hasta cubrir la tierra, las temperaturas de la superficie cayeron hasta 40 grados bajo cero, los océanos estaban cubiertos por una capa de hielo de casi 1,5 kilómetros de espesor.

Las únicas criaturas vivas de la tierra, bacterias y algas marinas, los organismos marinos, quedaron atrapadas debajo en la oscuridad, el resultado fue desastroso, prácticamente todos los organismos vivos se extinguieron, el planeta entero se moría, el futuro de la vida en la tierra pendía de un hilo.

Pero bajo el hielo el supercontinente era un caos, inmensas erupciones volcánicas destrozaban Rodinia, ese calor provocaría el fin de la glaciación global, cuando Rodinia se fragmento el dióxido de carbono expulsado por las erupciones creo un  efecto invernadero temporal, las capas del hielo retrocedieron, Rodinia se había desquebrajado en fragmentos gigantescos, y el dominio del hielo sobre la vida llego a su fin.

Durante el despertar de Rodinia se formaron mares poco profundos y el nivel de oxigeno aumento, los organismos primitivos podían dar su próximo  gran paso adelante, se harían más complejos y mucho más peligrosos, el elevado nivel de oxigeno que había desencadenado esa explosión de vida en los mares también modifico la atmósfera, en los siguientes 100 millones de años el oxígeno alcanzo los actuales, un nivel lo bastante denso para permitir que se formase una capa de ozono en la parte superior de la atmósfera, esta capa permitiría abandonar los océanos a ciertas formas de vida, antes de eso la potente luz ultravioleta habría destruido cualquier organismo que no estuviese protegido por el agua, ahora la capa de ozono actúa como un escudo ultravioleta.

Hace 400 millones de años, la tierra tiene  más de 4 mil millones de años de edad, en los próximos cien millones de años los continentes volverán a unirse, y esta vez, gracias a la capa de ozono, los seres vivos podrán abandonar los océanos y conquistar tierra firme, el planeta Tierra se había convertido en un mundo de pantanos tropicales, estos densos pantanos tropicales dominarían la tierra durante los siguientes 60 millones de años, podemos hallar pruebas de ellos en todos los continentes en forma de carbón, conforme las plantas muertas se transformaban en carbón y tierra, las aguas poco profundas que rodeaban los continentes acumulaban millones de generaciones de organismos muertos que se convertirían en otros combustibles fósiles, petróleo y gas.

Hace 250 millones de años, durante cientos de millones de años la vida en la superficie había afrontado numerosos retos para sobrevivir, pero nada parecido a lo que estaba a punto de ocurrir, en la actual Siberia la corteza de la tierra se convirtió en una marisma volcánica, causada por una erupción del manto poco  frecuente.

Nadie sabe con certeza porque, pero en ocasiones enormes masas de manto caliente se elevan desde el interior, fundiendo y aplastando la corteza.

Estas erupciones continuaron durante más de un millón de años, arrojaron  más de 4 millones de kilómetros cúbicos de roca fundida, suficiente para enterrar los actuales Estados Unidos bajo una capa de más de 300 metros de espesor, el planeta entero se cubrió de nubes de gas toxico, la mayoría de las especies no pudieron soportarlo, más del 95% se extinguieron,  fue el mayor cataclismo que el planeta haya vivido.

El planeta que surgió de ese caos se había transformado, dominado por un nuevo supercontinente, Pangea.

El clima seguía cambiando dramáticamente, en los siguientes 200 millones de años el oxígeno y el dióxido de carbono alcanzarían niveles desconocidos y los animales que habían sobrevivido a la extinción evolucionarían hasta convertirse en las criaturas más famosas que hallan caminado sobre la superficie de la tierra, los dinosaurios.

Hace unos 180 millones de años, un nuevo aumento de la actividad volcánica desgarro el supercontinente, los fragmentos continentales comenzaron sus largos trayectos hacia la posición que ocupan hoy, Norteamérica, Sudamérica, África y Europa siguieron caminos diferentes, el supercontinente Pangea dejo de existir.

 Había dinosaurios en cada uno de los nuevos continentes, y el cálido y húmedo clima volcánico parecía apropiado para ellos, era un calentamiento global descontrolado, los niveles de CO2 aumentaron más de un 500% y las  temperaturas se dispararon, esto provocó un efecto invernadero que permitió la expansión de enormes bosques tropicales por varios continentes.

Hace 65 millones de años, el planeta florecía, la vegetación era densa en la superficie, los seres vivos prosperaban como nunca lo han hecho, pero los poderosos dinosaurios estaban a punto de desaparecer de la faz de la tierra, el planeta de los dinosaurios había sido alcanzado por un enorme meteorito.

La polémica sobre esta teoría duraría más de 10 años, hasta que la última pieza del rompecabezas fue descubierta en México,  un cráter oculto de más de 160 kilómetros de ancho, un meteorito de más de 9,5 kilómetros de diámetro, su impacto en el planeta tuvo que ser devastador, los inmensos dinosaurios y la mayoría de las especies más importantes se extinguieron.

El nuevo mundo que vendría, aun cubierto de una espesa capa de cenizas en la atmósfera seria el mundo de los mamíferos y el mundo del hombre.

Hace 50 millones de años la vida se recuperaba lentamente de la extinción masiva que acabo con los dinosaurios, la tierra tenía 4 mil cuatrocientos millones de años aproximadamente, pero solo ahora comenzaban a prosperar los primeros mamíferos,  nuestros antepasados, pero mucho antes de la aparición de los humanos, los continentes seguían moviéndose y chocando entre sí, lenta pero constantemente la superficie comenzó a parecerse a la actual, la tectónica de placas y la erosión creaban los espectaculares paisajes que vemos hoy.

Hace 2 millones de años, los antepasados de los seres humanos actuales habían comenzado su expansión desde África, pero la tierra se enfriaba a su alrededor, la mayor parte del planeta no tardaría en estar cubierta de glaciares, las glaciaciones habían llegado, las grandes heladas se desencadenaron cuando los volcanes de Panamá se desbordaron creando la lengua de tierra que unió Norteamérica con Sudamérica, y alteraron radicalmente las corrientes oceánicas del planeta, los mares polares se enfriaron notablemente, esto provocó un fuerte descenso de las temperaturas por todo el planeta que señalo el comienzo de unas glaciaciones que durarían decenas de miles de años.

En los últimos 2 millones de años, debido a los cambios del clima las inmensas capas del hielo crecieron y menguaron, en cada trayecto hundieron y aplastaron la tierra bajo su peso, el clima templado que siguió al fin de la última glaciación permitió a los primeros seres humanos moverse libremente por la superficie, en este breve periodo, se ha desarrollado toda la historia de la civilización humana.

Origen del Sistema Solar

Hace unos 4600 millones de años, una estrella cercana se transformó en supernova y su explosión envió una onda de choque hasta la nebulosa protosolar incrementando su momento angular. A medida que la nebulosa empezó a incrementar su rotación, gravedad e inercia, se aplanó conformando un disco protoplanetario (orientado perpendicularmente al eje de rotación).

La mayor parte de la masa se acumuló en su centro y empezó a calentarse. Aumentó su velocidad de giro y gravedad, originándose una enorme energía cinética en el centro. La imposibilidad de transmitir esta energía a cualquier otro proceso hizo que el centro del disco aumentara su temperatura.

Por último, comenzó la fusión nuclear, de hidrógeno a helio, y al final, después de su contracción, se transformó en una estrella T Tauri, nuestro Sol.

La gravedad producida por la condensación de la materia, que previamente había sido capturada por la gravedad del propio Sol, hizo que las partículas de polvo y el resto del disco protoplanetario empezaran a segmentarse en anillos. Los fragmentos más grandes colisionaron con otros, conformando otros de mayor tamaño que al final formarían los protoplanetas.

Los protoplanetas no colisionaban con el sol ya que su velocidad de giro contrarrestaba la gravedad, así nació nuestro sistema solar.

Dentro de este grupo había un planeta situado aproximadamente a 150 millones de kilómetros del centro, la Tierra.

Finalmente el viento solar del joven Sol esparció el gas y el polvo en el disco protoplanetario, diseminándolo en el espacio interestelar, poniendo fin así al crecimiento de los planetas.

La Vía Láctea

Esta es la Vía Láctea es nuestra galaxia. Según las observaciones, posee una masa de 1.012 masas solares y es de tipo espiral barrada. Con un diámetro medio de unos 100.000 años luz se calcula que contiene unos 200.000 millones de estrellas, entre las cuales se encuentra el Sol. La distancia desde el Sol al centro de la galaxia es de alrededor de 27.700 años luz (8.5 kpc).

A simple vista, se observa como una estela blanquecina de forma elíptica, que se puede distinguir en las noches despejadas. Lo que no se aprecian son sus brazos espirales, en uno de los cuales, el llamado brazo de Orión, está situado nuestro sistema solar y la Tierra.

El núcleo central de la galaxia presenta un espesor uniforme en todos sus puntos, salvo en el centro, donde existe un gran abultamiento con un grosor máximo de 16.000 años luz, siendo el grosor medio de unos 6.000 años luz.

Todas las estrellas y la materia interestelar que contiene la Vía Láctea, tanto en el núcleo central como en los brazos, están situadas dentro de un disco de 100.000 años luz de diámetro, que gira sobre su eje a una velocidad lineal superior a los 216 km/s.

Modelo de la Vía Láctea.

Luego del Big Bang

Durante el big bang nuestro Universo tenía niveles de energía inimaginablemente altos, estos niveles eran tan altos, que no era posible la existencia de materia, ya que cualquier cantidad que hubiera surgido se habría desintegrado al instante.

Otros científicos opinan que la inmensidad del universo observable, incluida toda su materia y radiación, estaba comprimida en una masa o un plasma densa y caliente a tan solo unos pocos milímetros de distancia, un único átomo primigenio. Este estado casi incomprensible se especula que existió tan sólo una fracción del primer segundo de tiempo.

Hace unos 10.000 o 20.000 millones de años, en un instante (una trillonésima parte de un segundo) tras el big bang, el universo se expandió con una velocidad incomprensible, desde su origen a un alcance astronómico. La expansión aparentemente ha continuado, pero mucho más despacio, durante los siguientes miles de millones de años.

A medida que transcurría el tiempo, en los primeros instantes de la existencia, la energía que puede transformarse en materia, se enfrió lo suficiente como para que las primeras partículas elementales comenzaran a formarse, en esos primeros minutos entonces se formó una "sopa" de partículas elementales.

En estas energías, los quarks que componen los protones y los neutrones no estaban juntos, y una mezcla densa supercaliente de quarks y gluones, con algunos electrones, era todo lo que podía existir en los microsegundos anteriores a que se enfriaran lo suficiente para formar el tipo de partículas de materia que observamos hoy en día.

El enfriamiento de la energía continuo y de las partículas se formaron átomos, pero aquí hay algo especial, cuando los electrones se unen a los núcleos atómicos, emiten la energía que llevan, sino no pueden hacerlo se produce una recombinación, casi todos los electrones del universo, al bajar la temperatura después de 380 mil años, se unieron a los núcleos, mayoritariamente protones, por ello lo que más existe es el hidrógeno, así todos juntos emitieron un enorme pulso de energía, que aún hoy se recibe, es la Radiación de fondo.

El brillo de la radiación de fondo de microondas cósmicas, que puede encontrarse en todo el universo, se piensa que es un remanente tangible de los restos de luz del big bang. La radiación es similar a la que se utiliza para transmitir señales de televisión mediante antenas. Pero se trata de la radiación más antigua conocida y puede que guarde muchos secretos sobre los primeros momentos del universo.

Este mapa, hecho con datos obtenidos por la nave espacial COBE, muestra la intensidad de la radiación remanente de un período corto después del Big Bang

En ese momento la temperatura era de varios miles de grados, y la Radiación de fondo que se detecta hoy en día tiene una temperatura de 2,7 Kelvin (aproximadamente 270 grados bajo cero Celsius). Esto debido a la expansión, al igual que un gas, que cuando se expande se enfría. Por eso se recibe ahora a temperaturas tan bajas, y se sigue enfriando.

El examen de las pequeñas variaciones en el fondo de radiación de microondas proporciona información sobre la naturaleza del universo, incluyendo la edad y composición. La edad del universo desde el Big Bang, de acuerdo a la información actual proporcionada por el WMAP de la NASA, se estima en unos 13.700 millones de años, con un margen de error de un 1 % (137 millones de años).

De los átomos se formaron moléculas, los primeros elementos formados fueron el hidrógeno y helio, las primeras estrellas primigenias estaban formadas tan sólo por estos elementos químicos.

En aquel Universo recién nacido, los astros eran nebulosas formadas por estos dos ingredientes más trazas de litio, el tercer elemento de la tabla periódica, pero algunas de ellas llegaban a ser muy grandes, muy masivas. Con una masa aproximada de ocho veces la del Sol, una estrella explota y se convierte en una supernova, las estrellas masivas, duran poco.

Cuando una estrella estalla es capaz de fusionar átomos ligeros y formar elementos más pesados, como los metales que ocupan periodos bajos de la tabla periódica. Estos nuevos átomos expulsados al medio estelar, al Universo, enriquecen poco a poco las estrellas ya formadas en sucesivas rondas de explosión estelar y formación de nuevos elementos. Así se creó la materia que forma cada objeto, toda la energía y materia conocida del universo (incluso el espacio y el tiempo) se comenzaba a establecer.

Se cree que las primeras galaxias eran débiles "galaxias enanas" que emitían tanta radiación que separarían los átomos gaseosos de sus electrones. Este gas, a su vez, se estaba calentando y expandiendo, y tenía la posibilidad de obtener la masa necesaria para formar las grandes galaxias que conocemos hoy.

A gran escala, el universo está formado por galaxias y agrupaciones de galaxias. Las galaxias son agrupaciones masivas de estrellas, y son las estructuras más grandes en las que se organiza la materia en el universo. A la hora de clasificarlas, los científicos distinguen entre las galaxias del Grupo Local, compuesto por las treinta galaxias más cercanas y a las que está unida gravitacionalmente nuestra galaxia (la Vía Láctea), y todas las demás galaxias, a las que llaman galaxias exteriores.

Las galaxias están distribuidas por todo el universo y presentan características muy diversas, tanto en lo que respecta a su configuración como a su antigüedad. Las más pequeñas abarcan alrededor de 3.000 millones de estrellas, y las galaxias de mayor tamaño pueden llegar a abarcar más de un billón de astros. Estas últimas pueden tener un diámetro de 170.000 años luz, mientras que las primeras no suelen exceder de los 6.000 años luz.

Además de estrellas y sus astros asociados, las galaxias contienen también materia interestelar, constituida por polvo y gas en una proporción que varía entre el 1 y el 10 % de su masa.

Se estima que el universo puede estar constituido por unos 100.000 millones de galaxias, aunque estas cifras varían en función de los diferentes estudios.

El Origen del Universo

Círculos concéntricos descubiertos en la radiación de fondo cósmico de microondas  son la prueba de que el universo existía antes del Big Bang. Estos círculos, son huellas producidas por la violenta colisión de agujeros negros supermasivos en etapas anteriores al Big Bang. Eso indicaría que nuestro universo no se originó con él con el famoso Big Bang, hace casi 14.000 millones de años, sino que éste sería tan sólo una etapa más.

Círculos concéntricos descubiertos en la radiación de fondo cósmico de microondas

La explicación a estas señales tan antiguas es que nuestro universo no tiene un principio ni un fin, sino que discurre a través de una serie de ciclos o eones en los que el Big Bang, sería tan sólo una etapa más, el inicio de una nueva creación.

El final estaría marcado por explosiones producidas por las colisiones de agujeros negros supermasivos, que consumirían toda la materia del universo antes de generar otro nuevo Big Bang. Bajo esta visión, los autores respaldan totalmente las ideas de muchos investigadores que creen en Multiversos o universos sucesivos, en el que cada uno de ellos enlaza con el siguiente.

Adicional a esto, el descubrimiento de evidencias de que el cosmos estaría en realidad formado por burbujas de proporciones extraordinarias, en las cuales estarían contenidos los universos. Cada burbuja (universo), tendría sus propias leyes físicas que podrían ser totalmente diferentes de las que conocemos en la nuestra. 

Los nuevos conceptos de multiverso y de burbujas, cuestionan la teoría convencional hasta ahora predominante, la del Big Bang. Muchos investigadores auguran duros debates en torno a una teoría que estaba bastante establecida. No obstante, los nuevos descubrimientos a pesar de ser extraordinarios, tendrán que ser confirmados con nuevos análisis.

Una vez más en la historia de la ciencia, los avances en el conocimiento de nuestro universo nos colocan en un lugar mucho más discreto y relativo de lo que pensábamos. Hace poco más de cuatrocientos años, Galileo tuvo que luchar contra la idea generalizada de que éramos el centro del universo. Luego vendría el descubrimiento de que el Sistema Solar es tan sólo un pequeño punto dentro de nuestra vasta galaxia, la Vía Láctea. Y mucho más recientemente los astrónomos nos abrieron los ojos a galaxias vecinas y a otras muchísimo más lejanas.

 

El Universo en el que estamos podría ser tan sólo uno entre muchos, que juntos forman un Multiverso

El universo es la totalidad del espacio y del tiempo, de todas las formas de la materia, la energía y el impulso, las leyes y constantes físicas que las gobiernan.

Observaciones astronómicas indican que el universo tiene una edad de entre 13.730 y 13.810 millones de años y por lo menos 93.000 millones de años luz de extensión. El evento que dio inicio al universo se denomina Big Bang, la singularidad que creó el universo. Después del Big Bang, el universo comenzó a expandirse para llegar a su condición actual, y continúa haciéndolo.

Debido a que, según la teoría de la relatividad especial, la materia no puede moverse a una velocidad superior a la velocidad de la luz, puede parecer paradójico que dos objetos del universo puedan haberse separado 93 mil millones de años luz en un tiempo de únicamente 13 mil millones de años; sin embargo, esta separación no entra en conflicto con la teoría de la relatividad general, ya que ésta sólo afecta al movimiento en el espacio, pero no al espacio mismo, que puede extenderse a un ritmo superior, no limitado por la velocidad de la luz. Por lo tanto, dos galaxias pueden separarse una de la otra más rápidamente que la velocidad de la luz si es el espacio entre ellas el que se dilata.

Mediciones sobre la distribución espacial y el desplazamiento hacia el rojo (redshift) de galaxias distantes, la radiación cósmica de fondo de microondas, y los porcentajes relativos de los elementos químicos más ligeros, apoyan la teoría de la expansión del espacio, y más en general, la teoría del Big Bang, que propone que el universo en sí se creó en un momento específico en el pasado.

Observaciones recientes han demostrado que esta expansión se está acelerando, y que la mayor parte de la materia y la energía en el universo son las denominadas materia oscura y energía oscura, la materia ordinaria, solo representaría algo más del 5 % del total.

Los experimentos sugieren que el universo se ha regido por las mismas leyes físicas, constantes a lo largo de su extensión e historia. Es homogéneo e isotrópico. La fuerza dominante en distancias cósmicas es la gravedad, y la relatividad general es actualmente la teoría más exacta para describirla. Las otras tres fuerzas fundamentales, y las partículas en las que actúan, son descritas por el modelo estándar. El universo tiene por lo menos tres dimensiones de espacio y una de tiempo, aunque experimentalmente no se pueden descartar dimensiones adicionales muy pequeñas. El espacio-tiempo parece estar conectado de forma sencilla, y el espacio tiene una curvatura media muy pequeña o incluso nula, de manera que la geometría euclidiana es, como norma general, exacta en todo el universo.

La ciencia modeliza el universo como un sistema cerrado que contiene energía y materia adscritas al espacio-tiempo y que se rige fundamentalmente por principios causales.

Basándose en observaciones del universo observable, los físicos intentan describir el continuo espacio-tiempo en que nos encontramos, junto con toda la materia y energía existentes en él. Su estudio, en las mayores escalas, es el objeto de la cosmología, disciplina basada en la astronomía y la física, en la cual se describen todos los aspectos de este universo con sus fenómenos.

La teoría actualmente más aceptada sobre la formación del universo, concluyó que el universo no era estacionario, que el universo tenía un origen. Es el modelo del Big Bang, que describe la expansión del espacio-tiempo a partir de una singularidad espaciotemporal. El universo experimentó un rápido periodo de inflación cósmica que arrasó todas las irregularidades iniciales. A partir de entonces el universo se expandió y se convirtió en estable, más frío y menos denso. Las variaciones menores en la distribución de la masa dieron como resultado la segregación fractal en porciones, que se encuentran en el universo actual como cúmulos de galaxias.

En cuanto a su destino final, las pruebas actuales parecen apoyar las teorías de la expansión permanente del universo (Big Freeze o Big Rip, Gran Desgarro), que nos indica que la expansión misma del espacio, provocará que llegue un punto en que los átomos mismos se separarán en partículas subatómicas. Otros futuros posibles que se barajaron, especulaban que la materia oscura podría ejercer la fuerza de gravedad suficiente para detener la expansión y hacer que toda la materia se comprima nuevamente; algo a lo que los científicos denominan el Big Crunch o la Gran Implosión, pero las últimas observaciones van en la dirección del gran desgarro.

Los cosmólogos teóricos y astrofísicos utilizan de manera diferente el término universo, designando bien el sistema completo o únicamente una parte de él. Según el convenio de los cosmólogos, el término universo se refiere frecuentemente a la parte finita del espacio-tiempo que es directamente observable utilizando telescopios, otros detectores, y métodos físicos, teóricos y empíricos para estudiar los componentes básicos del universo y sus interacciones. Los físicos cosmólogos asumen que la parte observable del espacio comóvil, también llamado nuestro universo, corresponde a una parte de un modelo del espacio entero y normalmente no es el espacio entero. Frecuentemente se utiliza el término el universo como ambas: la parte observable del espacio-tiempo, o el espacio-tiempo entero.

Algunos cosmólogos creen que el universo observable es una parte extremadamente pequeña del universo entero realmente existente, y que es imposible observar todo el espacio comóvil. En la actualidad se desconoce si esto es correcto, ya que de acuerdo a los estudios de la forma del universo, es posible que el universo observable esté cerca de tener el mismo tamaño que todo el espacio. La pregunta sigue debatiéndose. Si una versión del escenario de la inflación cósmica es correcta, entonces aparentemente no habría manera de determinar si el universo es finito o infinito. En el caso del universo observable, éste puede ser solo una mínima porción del universo existente, y por consiguiente puede ser imposible saber realmente si el universo está siendo completamente observado.