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Astronomía

Big Bang

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La teoría del big bang es el marco cosmológico de consenso para explicar el origen, las propiedades y la evolución del universo. Según esta teoría, el universo comenzó hace casi 14.000 millones de años en un estado extremadamente caliente y denso, a partir del cual se ha enfriado y expandido desde entonces. Las fuerzas y partículas fundamentales de la naturaleza surgieron en las primeras fracciones de segundo tras el big bang. Las observaciones clave que apoyan la teoría del big bang incluyen: (1) la expansión del universo, (2) la radiación cósmica de fondo de microondas, (3) las abundancias de los elementos químicos más ligeros y (4) la edad de las estrellas más antiguas conocidas. La uniformidad de la temperatura del fondo cósmico de microondas y la planitud geométrica del universo sugieren que el cosmos experimentó un aumento exponencial de tamaño, conocido como inflación, poco después del big bang. El modelo estándar de la cosmología del big bang, conocido como materia oscura fría lambda, propone dos entidades hipotéticas -materia oscura y energía oscura- para explicar la estructura y la historia del universo. En cosmología física, el Big Bang es la teoría científica según la cual el Universo se expandió a partir de un estado de densidad y temperatura absolutamente enormes hace unos 13.820 millones de años. El término Big Bang se utiliza tanto en sentido estricto para referirse al momento en que comenzó la expansión observada del Universo según la ley de Hubble-Lemaître, que se calcula que ocurrió hace 13.820 millones (1,382 × 1010) de años (± 0, 05 mil millones de años)- y, en un sentido más general, para referirse al paradigma cosmológico imperante que explica el origen y la expansión del Universo, junto con su composición de materia primordial por nucleosíntesis, tal como predice la teoría de Alpher-Bethe-Gamow. También tiene un sentido económico. Además de dar cuenta de la presencia de materia ordinaria y radiación, el modelo predice que el universo actual también debería estar lleno de neutrinos, partículas fundamentales sin masa ni carga eléctrica. Existe la posibilidad de que se descubran otras reliquias del universo primitivo. Una de las consecuencias del Big Bang es que las condiciones del universo actual son diferentes de las que prevalecían en el pasado lejano y de las que prevalecerán en el futuro lejano.

Vía Láctea

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La Vía Láctea, también conocida como Galaxia, es la galaxia en la que se encuentra nuestro sistema solar con la Tierra. Por su forma de disco plano formado por cientos de miles de millones de estrellas, la Vía Láctea es visible desde la Tierra como un brillo en forma de banda en el cielo nocturno que se extiende a lo largo de 360°. Según su estructura, la Vía Láctea pertenece a las galaxias espirales barradas. Este texto, junto con otros de esta plataforma digital, analiza la estructura, las propiedades y los componentes de la Vía Láctea, así como los tipos de estrellas en la Vía Láctea y el movimiento solar. También se explica que es un cúmulo estelar.

Universo

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La ley de Hubble, enunciada en 1929, marcó un importante punto de inflexión en el pensamiento moderno sobre el origen y la evolución del universo. El anuncio de la expansión cosmológica se produjo en un momento en el que los científicos empezaban a lidiar con las implicaciones teóricas de las revoluciones que se estaban produciendo en la física. En su teoría de la relatividad especial, formulada en 1905, Einstein había realizado una unión del espacio y el tiempo que modificaba fundamentalmente las percepciones newtonianas de la dinámica, permitiendo, por ejemplo, transformaciones entre masa y energía. En su teoría de la relatividad general, propuesta en 1916, Einstein efectuó una unión aún más notable, que alteró fundamentalmente la percepción newtoniana de la gravitación, permitiendo ver la gravitación, no como una fuerza, sino como la dinámica del espacio-tiempo. En conjunto, los descubrimientos de Hubble y Einstein dieron lugar a una nueva visión del mundo. La nueva cosmología validó empíricamente la noción de un acontecimiento de la creación; asignó una estimación numérica de cuándo la flecha del tiempo tomó vuelo por primera vez; y finalmente condujo a la impresionante idea de que todo en el universo podría haber surgido literalmente de la nada.

Agujero Negro

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Si el núcleo remanente de una supernova supera unas dos masas solares, sigue contrayéndose. Se prevé que el campo gravitatorio de la estrella que colapsa es tan poderoso que ni la materia ni la luz pueden escapar de él. El remanente colapsa entonces hasta convertirse en un agujero negro, una singularidad o punto de volumen cero y densidad infinita oculto por un horizonte de sucesos a una distancia denominada radio de Schwarzschild o radio gravitatorio. Los cuerpos que cruzan el horizonte de sucesos, o un rayo de luz dirigido a un objeto de este tipo, aparentemente desaparecerían sin más, arrastrados a un “pozo sin fondo”. La existencia de agujeros negros está bien establecida, tanto a escala estelar, como a escala de millones o miles de millones de masas solares en el centro de algunas galaxias.

Discos en la Formación de los Planetas

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Terminación

Hasta la fecha existen dos teorías principales sobre la producción de planetas similares a Júpiter. La hipótesis de la acreción del núcleo supone que cualquier material sólido del disco se coagula lentamente en núcleos protoplanetarios con masas progresivamente mayores. Si el núcleo permanece lo suficientemente pequeño, no tendrá una fuerza gravitatoria lo suficientemente fuerte como para atraer el gas del disco circundante, y el resultado será un planeta terrestre. Si el núcleo crece lo suficiente (del orden de diez masas terrestres), y el disco aún no se ha disipado, entonces el embrión planetario puede atraer gas del disco circundante y crecer hasta convertirse en un gigante gaseoso. Si el disco se disipa antes de que se complete el proceso, el resultado será un objeto como Urano o Neptuno, que tiene un complemento pequeño, pero significativo, de hidrógeno y helio. La cuestión principal es si el núcleo protoplanetario puede crecer lo suficiente antes de que el disco se disipe. Un segundo escenario es el de la inestabilidad del disco. Este escenario postula que el propio disco es inestable y tiende a desarrollar regiones de densidad superior a la normal. Estas regiones colapsan bajo su propia gravedad para formar protoplanetas de la masa de Júpiter. En el escenario de inestabilidad del disco puede formarse un grupo de gas de la masa de Júpiter en varios cientos de años que acabará por contraerse en un planeta gigante de gas. La dificultad estriba en llevar el disco a una condición en la que se formen tales inestabilidades.

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