Teorías Sobre El Origen Del Cosmos

 

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DEL COSMOS  Nuestra idea del cosmos o universo está en permanente cambio debido a la investigación y al desarrollo continuo de las ciencias. Un resumen sucinto sobre la evolución de la idea del cosmos o universo, según Aristóteles, Ptolomeo, Copérnico, Galileo, Kepler, Newton, Einstein, Howbing,  podría dar la siguiente información: En el año 340 a.C. el filósofo griego Aristóteles, en su libro "De los Cielos" planteó tres buenos argumentos para creer que la Tierra era una esfera redonda en vez de un disco plano: a)  En los eclipses lunares, la sombra de la Tierra sobre la Luna es siempre redonda. Si la Tierra fuera un disco plano, su sombra sería alargada y elíptica a menos que el eclipse siempre ocurriera en el momento en que el Sol estuviera directamente debajo del centro del disco.  b)  La estrella Polar aparece más baja en el cielo cuando se observa desde el sur que cuando se hace desde regiones más al norte. c)  Cuando un barco se acerca al puerto, primero se ven las velas, y sólo después se ve el casco. Aristóteles, también creía que la Tierra era estacionaria y que el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas se movían en órbitas circulares alrededor de ella. En este caso, sus argumentos eran: a) 

La Tierra es el centro del universo.

 b) 

El estado natural de un cuerpo era estar en reposo (éste sólo se movía si era empujado por una fuerza o un impulso).

c) 

El movimiento circular era el más perfecto.

Esta Imagen del universo fue ampliada por Ptolomeo (astrónomo egipcio) en su libro del Almagesto (siglo II d.C.) hasta constituir un modelo del cosmos completo. La Tierra se ubicaría en el centro del universo, rodeada por ocho och o esferas que transportaban a la Luna, el Sol, las estrellas y los cinco planetas conocidos en aquel tiempo, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Este modelo teórico proporcionó un sistema razonablemente preciso para predecir las posiciones de los cuerpos celestes en el firmamento. Pero, para ello, Ptolomeo tuvo que suponer que la Luna seguía un camino que la situaba en algunos instantes dos veces más cerca de la Tierra que en otros. Esto significaba que la Luna debería aparecer a veces con tamaño doble del que usualmente tiene, lo cual es contrario a lo que se percibe. Toda la astronomía antigua, estaba limitada por los instrumentos de observación y medición.

 

En 1514, Copérnico planteó que el Sol estaba estacionario en el centro y que la Tierra y los planetas se movían en órbitas circulares a su alrededor. Pero no pudo dar las pruebas de ello. Pasó casi un siglo hasta que su idea fue retomada por Galileo y Kepler, quienes se alejaron de la tradición aristotélica, que sostenía que todas las leyes que gobiernan al universo se podrían deducir  por medio del pensamiento pensamien to puro y que nnoo era necesario necesar io comprobarlas. Así, nadie antes de Galileo se  preocupó de ver si los cuerpos con pesos diferentes caían con velocidades v elocidades diferentes. Se dice que Galileo demostró que las ideas de Aristóteles eran falsas, al dejar caer diferentes pesos desde la torre inclinada de Pisa. Es casi seguro que esta historia no sea cierta, aunque lo que sí hizo Galileo fue algo equivalente: dejó caer bolas de distintos pesos a lo largo de un plano inclinado. Las mediciones de Galileo indicaron que cada cuerpo aumentaba su velocidad al mismo ritmo, independientemente de su peso. Galileo continuó sus experimentos y, en 1609, comenzó a observar el cielo nocturno con un telescopio, que acababa de inventar. Cuando miró al planeta Júpiter observó que estaba acompañado por varios pequeños satélites o lunas que giraban a su alrededor. Este descubrimiento lo indujo a pensar que no todo tenía que girar directamente alrededor de la Tierra. Por su parte, Kepler, también en base a sus observaciones, propuso una modificación a la teoría de Copérnico. Él había observado el movimiento de los planetas y descubrió que los planetas se mueven en torno al Sol según elipses y no según círculos. Kepler, además, tuvo la idea de que los planetas estaban concebidos para girar alrededor del Sol atraídos por fuerzas magnéticas. Entonces, ¿por qué sus órbitas son elípticas y no circulares? Una explicación coherente sólo fue proporcionada años después, desp ués, en 1687, por Isaac Newton, quien postuló una ley que describía la fuerza de la gravedad. De acuerdo con ella, cada cuerpo en el universo es atraído por cualquier otro cuerpo con una fuerza que era tanto mayor cuanta más masa tuvieran los cuerpos y cuanto más cerca estuviera el uno del otro. La ley de gravedad es la que explica por qué los cuerpos siempre caen hacia el suelo; por qué la Luna se mueve en una órbita elíptica alrededor de la Tierra, y por qué la Tierra y los planetas siguen caminos elípticos alrededor del Sol. En 1905, Einstein planteó su teoría de relatividad, poniendo a la ley de gravedad junto a las teorías sobre la luz, la electricidad y el magnetismo.

 

El postulado fundamental era que las leyes de la ciencia deberían ser las mismas para todos los observadores en movimiento libre, independientemente de cuál fuera su velocidad. Esta idea tan simple tiene algunas consecuencias extraordinarias: a) 

La equivalencia entre masa y energía, resumida en la ecuación E = mc2 (donde E es la energía, m, la masa y c, la velocidad de la luz).

 b)  c) 

 Ningún objeto puede viajar a una velocidad mayor que qu e la de la luz. La negación de un tiempo absoluto. Cada observador debe tener su propia medida del tiempo, que la registraría un reloj que se mueve junto a él, y relojes idénticos moviéndose con observadores diferentes no tendrían por qué coincidir. Por tanto, el tiempo no está completamente separado e independiente del espacio, sino que por el contrario contrar io se combina con él para formar" un objeto llamado espacio tiempo cuatridimensional, es decir, altura, anchura, profundidad y tiempo-espacio.

A quien no es matemático le sobrecoge un misterioso escalofrío cuando oye hablar de objetos "cuatridimensionales" como si se tratara de conceptos ocultos. Y, sin embargo, no hay afirmación más trivial que decir que nuestro mundo es un espacio tiempo continuo cuatridimensional. En 1929, Hubble hizo la observación crucial de que, donde quiera que uno mire, las galaxias distantes se están alejando de nosotros. Es decir, el universo se está expandiendo.

TEORÍA DEL BIG BANG O GRAN EXPLOSIÓN ¿Cómo se formó el universo? La mayoría de los astrónomos y científicos creen que el universo fue formado durante un evento llamado Big Bang, es decir, gran explosión que ocurrió hace aproximadamente entre 10 y 20 millones de años. Afirman que durante el Big Bang fueron creados espacio, tiempo, materia y energía en el universo y que esta explosión gigante lanzó materia en todas direcciones causando que el espacio por sí mismo se expandiera. Cuando el universo se enfrió, el material se combinó para formar galaxias, estrellas y planetas.

EL BIG BANG: Ya desde mediados de la década del d el '60 del siglo pasado, la Risica y 1a astronomía astro nomía modernas pudieron contar con datos empíricos para construir una historia del universo primitivo.

 

"Si escuchamos el silbato de un tren que se aleja rápidamente, su silbido nos parecerá más grave que si el tren estuviera quieto. El sonido parece tener una mayor longitud de onda cuando el tren se aleja. Esta situación corresponde al fenómeno señalado primeramente por Johann Doppler en 1842. De la misma manera, la luz de una fuente que se aleja es percibida como si tuviese una longitud mayor: si el color original fuera naranja, la luz se percibiría más rojiza. Esto se llama "corrimiento hacia el rojo" y es una manifestación del efecto Doppler en las ondas luminosas. Ciertos análisis de la luz proveniente de estrellas y galaxias muestran que, en la inmensa mayoría de los casos, hay un corrimiento hacia el rojo. Esto puede galaxia se aleja de las otras; como si fuese el En el comienzo hubo una explosión. No como las que conocemos en la Tierra, Tierra , que parten de un centro definido y se expanden hasta abarcar una parte más o menos grande del aire circundante, sino una explosión que se produjo simultáneamente en todas partes, llenando desde el comienzo todo el espacio y en la que cada partícula de materia se alejó rápidamente de toda otra partícula. Al cabo de un centésimo de segundo aproximadamente, que es el momento más primitivo al que  podemos referirnos con cierta seguridad, la temperatura fue de unos cien mil millones de grados centígrados. Se trata de un calor mucho mayor aún que el de la estrella más caliente, tan grande, en verdad, que no  pueden mantenerse unidos los componentes de la materia ordinaria: moléculas, átomos, ni siquiera núcleos de átomos. En cambio, la materia separada en esta explosión consistía en diversos tipos de las llamadas partículas elementales, que son el objeto de estudio de la moderna física nuclear de altas energías (...) De este balance, podemos inferir que la densidad de esta "sopa cósmica", a una temperatura de cien mil millones de grados, era cuatro mil millones (4.10 a la 9) de veces mayor que la del agua. Hubo también una pequeña contaminación de partículas más pesadas, pes adas, protones y neutrones, que qu e en el mundo actual son los constituyentes de los núcleos atómicos. Las proporciones eran más o menos de un protón y un neutrón por cada mil millones de electrones, positrones, neutrinos o fotones. A medida que la explosión continuaba, la temperatura fue disminuyendo, hasta llegar a los treinta mil millones (3.10 a la 10) de grados centígrados después de undécimo de segundo, diez mil millones de grados después de un segundo y tres mil millones de grados después de unos catorce segundos. ^

 

Esta temperatura era suficientemente baja como para que los electrones y positrones comenzaran a aniquilarse más rápidamente de lo que podían ser recreados a partir de fotones y los neutrinos. La energía liberada en este aniquilamiento de materia hizo disminuir temporalmente la velocidad a la que se enfriaba el universo, pero la temperatura continuó disminuyendo para llegar a los 1.000 millones de grados al final de los tres primeros minutos. Esta temperatura fue entonces suficiente para que los protones y neutrones empezaran a formar núcleos complejos, comenzando con el núcleo del hidrógeno pesado (o deuterio), que consiste en un  protón y un neutrón. La densidad era aún bastante elevada (un poco po co menor que la del agua), de modo que estos núcleos ligeros pudieron unirse rápidamente en el núcleo más estable es table del helio, que consiste en dos protones y dos neutrones. Al final de los tres primeros minutos, el universo contenía principalmente luz, neutrinos y antineutrinos. Había también una pequeña cantidad de material nuclear, formado por un 73 % de hidrógeno y un 27 % de helio, aproximadamente, y por un número igualmente pequeño de electrones que habían quedado de la época del aniquilamiento entre electrones y positrones. Esta materia siguió separándose y se volvió cada vez más fría y menos densa. Mucho más tarde, después de algunos cientos de miles de años, se enfrió lo suficiente como para que los electrones se unieran a los núcleos  para formar átomos de hidrógeno y de helio. El gas resultante, bajo la influencia de la gravitación, comenzaría a formar agrupamientos que finalmente se condensarían para constituir las galaxias y las estrellas del universo actual. Pero los Ingredientes con los que empezarían su vida las estrellas serían exactamente los preparados en los tres primeros minutos.