¿Cómo se originó el universo?

Por un lado está la teoría ampliamente aceptada del Big Bang, la Gran Explosión, según la cual el universo era originalmente algo extremadamente denso, pequeño y caliente, que en cuestión de décimas de segundo se expandió y se enfrió radicalmente, y aún continúa expandiéndose. Algo así como una torta de pasas en el horno que crece separando las pasas (o galaxias) unas de otras.

Pero hay expertos que proponen un modelo nuevo según el cual el origen no fue una única Gran Explosión, sino muchas. Una continua cadena de universos que se suceden y repiten unos a otros, pero sin ser réplicas exactas de los anteriores. En cuanto a la edad del universo, las observaciones recientes sugieren que tiene entre 13.5 y 14 mil millones de años.

¿Cuál es el futuro del universo?

Según la nueva teoría de los universos que se continúan, el universo no morirá, sino que seguirá repitiéndose. ¿O tal vez será un universo frío y oscuro, a medida que las galaxias y estrellas se separan unas de otras y su luz y calor se pierden en las tinieblas, expandiéndose eternamente y enfriándose hasta llegar a un estado de frío absoluto, donde las moléculas no tienen energía para realizar el menor movimiento? ¿O será un universo que, tras expandirse, llegará a un momento en el que se comenzará a colapsar sobre sí mismo y entonces el problema será a la inversa?

Últimamente hay otras teorías que hablan de un Big Rip (Gran Rasgadura), en el que la tasa de expansión sería tan tremenda que los grupos de galaxias, las estrellas, la energía oscura y todo lo demás se convertiría en una especie de tela que es estirada hasta rasgarse.

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¿Sabías que el espacio está repleto de agujeros negros microscópicos, o que la materia invisible es la más abundante del Universo, o que el sonido de la explosión del Big-Bang aún puede oírse, o que la antimateria puede aprovecharse para propulsar un nave espacial, o que el choque de dos estrellas puede deformar el espacio-tiempo?

Antimateria

Todos sabemos que la materia está compuesta por partículas. Pero hay otra cosa llamada antimateria, que está formada por antipartículas. Cada partícula del Universo tiene una versión opuesta de sí misma. Por ejemplo, a un electrón corresponde un positrón, que es exactamente igual pero con carga eléctrica positiva, en vez de negativa.

Las partículas y las antipartículas se aniquilan mutuamente, o, más bien, se transforman en energía si chocan entre sí (mucha energía). Una fuente de energía así difícilmente pueda pasarle desapercibida a los científicos, por lo que ya están ideando naves espaciales propulsadas por esta reacción entre materia y antimateria.

En teoría, la molécula más fácil de crear es la de hidrógeno (H2) y, por lo tanto, la antipartícula ideal es el anti-hidrógeno. El reto es crear una “vela” capaz de atrapar un haz de anti-hidrógeno como si fuese viento (¿o anti-viento?), convertirlo en energía y así propulsar una nave a través del espacio.

Microagujeros negros

Para responder a algunos problemas con la teoría del Big-Bang, una de las propuestas es que el espacio se formó por el choque de dos “membranas” semipermeables que sólo dejan pasar la gravedad, pero no el resto de las fuerzas o la materia.

Si la teoría es correcta, resultaría que el Sistema Solar está minado de agujeros negros microscópicos (del tamaño de un núcleo atómico). A diferencia de sus hermanos mayores, estos agujeros se habrían formado en el instante mismo del Big-Bang y afectarían al espacio-tiempo de manera muy diferente, ya que se encontrarían atrapados entre 5 o más dimensiones, según la Teoría de Cuerdas.

Unos de los futuros experimentos del Gran Colisionador de Hadrones es la creación de estos mini-agujeros negros de forma artificial. En principio, no hay ninguna razón para que un agujero negro no pueda ser tan pequeño, y en cambio hay muchas para pensar que realmente existen y que son mucho más comunes de lo que imaginamos.

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Para los que no lo conocen, el telescopio espacial Hubble es un telescopio robotico que se encuentra sobre la atmósfera terrestre orbitando alrededor de la tierra desde el año 1994, año que fue puesto en órbita. Este se encuentra a una altura estimada de 590 km sobre el nivel del mar y tarda alrededor de 95 minutos en darle una vuelta a la tierra.
Al estar por encima de la atmósfera puede obtener imágenes con mucha más claridad ya que no tiene como restricción la turbulencia atmosférica y los efectos meteorológicos.

Pero bueno, todo esto son detalles a grandes rasgos y que más sobresaltan del mismo y pienso que ya mucho de nosotros sabemos de su existencia y que alguna ves hemos escuchado hablar del él, pero hay algo muy curioso que me gustaría compartir con ustedes, aunque mi conocimiento sobre la astronomía no es muy amplio y solo manejo algunos datos como cultura general.

Sabemos que el universo es tan inmenso y esta en constante expansión, por lo cual existen estrellas que se encuentran a miles de millones años luz de distancia separados de nosotros y que el motivo por el cual el telescopio espacial Hubble fue creado es para poder aprender mas sobre dichas estrellas, algunas desconocidas hasta hoy día.

Entonces, por que digo que el Hubble recolecta información del pasado?

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Definición

Considerando lo complicado que podría resultar el intentar explicar la naturaleza de los agujeros negros utilizando las matemáticas (puesto que habría que entender la teoría general de la relatividad de Albert Einstein) esta explicación es mucho más sencilla de este fenómeno considerando a la gravedad con un comportamiento clásico (el efecto de la manzana de Newton).

Siempre que el profesor de física nos aburría en su clase, a alguno que otro osado no se le ocurría mejor cosa en que entretenerse que el tirarle trozos de tiza a sus compañeros o si era demasiado intrépido lo dirigía hacia adelante. Era típico ver que en ocasiones la tiza llegaba a su destino alcanzando en ocasiones mayor o menor altura.

Ahora bien, asumamos que el chiste hubiera consistido en ver quien lanzaba la tiza más alto, lo que esperaríamos es que quien la lance con menor fuerza no sólo perdería sino que en su intento la tiza sólo se elevaría unos cuantos centímetros y rápidamente perdería velocidad hacia arriba y empezaría a caer, lo primero que se nos vendría a la mente es que empezaría a caer con una aceleración igual a la de la gravedad (que en nuestro planeta es de 9,81 m./s2).

Hasta aquí no hay nada de otro mundo, todo sigue las reglas físicas que nos han enseñado (o que nos quisieron enseñar). Aja, pero aquí surge la posibilidad de que alguien pueda lanzarla muy fuerte, tan fuerte que no llegaría a caer (si, no te asustes, ahora te lo explico), si alguien lograra lanzarla tan fuerte que lograra escapar al campo de acción de la fuerza gravitatoria entonces la tiza nunca caería hacia la tierra, este es el principio de los lanzamientos de transbordadores espaciales, la velocidad que requieres para lograr esto se denomina “velocidad de escape” y lógicamente necesitarías mucha ayuda para alcanzarla con sólo tu brazo.

Ahora bien, esta velocidad de escape dependerá fuertemente de la masa del planeta y de su densidad (no me preguntes por qué, asúmelo nomás), de manera que, si la masa posee una alta densidad (es decir posee mayor cantidad de kilogramos por centímetro cúbico) entonces la gravedad será mayor, un planeta con menor densidad tendrá entonces una menor fuerza gravitatoria. Ahora, volviendo a la velocidad de escape, ésta variará dependiendo de cuan lejos te encuentres del centro del cuerpo o planeta (por ejemplo no es lo mismo lanzar la tiza en Viña del Mar, Chile al nivel del mar que hacerlo en Cerro de Pasco, Perú a 4400 metros sobre el nivel del mar, como supones en Cerro de Pasco será más fácil porque estarás más lejos del centro de la tierra y la velocidad de escape será un poco menor).

Otra cuestión adicional, para que te des una idea de las diferencias entre velocidades de escape en la tierra es de 11,2 Km./s mientras que en la luna (menos denso) es de 2,4 Km./s (¡una relación de casi 5 a 1!) por ello cuando vemos alguna películas o documentales vemos que las misiones a la Luna llevaban pesadísimos uniformes que compensaban esta baja velocidad, de lo contrario con un salto fuerte hubieran salido despedidos de la luna rumbo al infinito (y mas allá…sic!).

Entonces imaginemos ahora que existe un cuerpo (y de hecho existe), que posee un radio diminuto pero con una gran concentración de masa (por ejemplo, imagínate inicialmente un botón de tu camisa o tu polo y haz de cuenta que pesa tanto como un camión de carga, digamos 6 toneladas, definitivamente no lo podrías cargar, es más no podrías ni andar ni siquiera ponerte la camisa), pues bien, si esa te parece una idea extremista imagínate un cuerpo en el espacio, con un radio diminuto y a este cuerpo otórgale una concentración de masa tan grande que la velocidad de escape que de ella se origine sea igual o mayor a la velocidad de la luz.

¿Crees que algún rayo de luz escapará a esta velocidad de escape, es decir algún objeto podrá romper la gravedad de este cuerpo?… IMPOSIBLE, porque la velocidad de escape necesaria es la mayor conocida hasta la actualidad: la de la luz, nada puede viajar más rápido, entonces, este cuerpo que haz imaginado pasa a no poder emitir ni reflejar luz, ¿qué ocurre entonces? desaparece de la vista humana, pero al poseer una enorme gravedad empieza a atraer hacia si a los cuerpos que estén en sus proximidades. Bueno, si hasta aquí entendiste entonces, no necesito decirte que ese cuerpo se ha convertido en un AGUJERO NEGRO.

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