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Contenido Revisado
Astronomía:
¨(Del lat. astronomia, y éste del
gr. astronomia);
f.
Ciencia que estudia la constitución de los astros y sus posiciones y
movimientos:
 Universo
/ ampliar foto
Definición:
La astronomía estudia el
Universo como un todo, así como los diversos entes que lo
componen: estrellas de diversas clases con sus planetas y
satélites que, junto con la materia interestelar, forman las
galaxias, que a su vez al agruparse forman cúmulos de galaxias y
super cúmulos. El astrónomo describe los cuerpos celestes,
estudia su composición y analiza tanto las relaciones que
mantienen entre sí como su evolución en el tiempo.
La astronomía se divide en
astronomía clásica y astrofísica. Las ramas de la
primera son: la astronomía de posición –también llamada
astrometría o astronomía esférica–, que se ocupa de la
localización de los astros mediante el establecimiento de
distintos sistemas de coordenadas de espacio y tiempo, y la
mecánica celeste, que estudia el movimiento de los planetas,
satélites y otros astros, y se basa fundamentalmente en la ley
de la gravitación universal de Newton.
La astrofísica aplica al
estudio de los astros las teorías y técnicas surgidas en la
física básicamente desde principios del siglo XX, como las
técnicas de la fotometría, la espectroscopia y el análisis de
las ondas de radio emitidas por los cuerpos celestes o
radioastronomía.
Dentro de la astrofísica se
distingue la física de las estrellas o estelar, que es el
estudio de su estructura y composición; la cosmogonía,
que trata el origen y la evolución de todos los cuerpos celestes,
y la cosmología, que estudia la estructura y la evolución
del Universo como un todo.
Orígenes
Considerada la ciencia
más antigua, la astronomía ha favorecido el desarrollo de otras
muchas disciplinas, tales como la matemática, la física, la
geografía, etc. Las culturas antiguas (babilónica, china, egipcia,
griega, india, maya, etc.) poseían conocimientos astronómicos
rudimentarios, limitados a la observación a simple vista, aplicados
con fines prácticos o mítico-religiosos. Las teorías astronómicas de
la Antigüedad estuvieron dominadas por la autoridad de Aristóteles
(s. IV a.J.C.) y la creencia en la inmovilidad de la Tierra. Los
trabajos de observación más importantes de esta época se deben al
astrónomo griego Hiparco (fines del s. II a.J.C.) cuya obra ha
llegado hasta nuestros días, en su versión árabe o «Almagesto» (s.
IX), gracias a Tolomeo (fines del s. II d.J.C.). La observación a
simple vista completada con el empleo de instrumentos rudimentarios
(astrolabios, ballestillas, etc.) permitió establecer la esfericidad
de la Tierra, relacionar los movimientos de la Luna con las mareas,
confeccionar los primeros catálogos de estrellas y determinar la
paralaje a ciertos cuerpos. Con posterioridad, los trabajos de
astrónomos como Nicolás Copérnico, Tycho Brahe y Johannes Kepler
permitieron el establecimiento de las bases científicas de esta
disciplina, es decir, de la teoría heliocéntrica, la confección de
tablas astronómicas y catálogos muy extensos, el establecimiento de
los primeros observatorios astronómicos permanentes y la formulación
de las leyes del movimiento de los planetas (leyes de Kepler).
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Esta fotografía del telescopio espacial Hubble muestra una
de las nebulosas planetarias más extrañas descubiertas por
el hombre, la NGC 6543, conocida popularmente como la
Nebulosa “Ojo de Gato” (1/1/95). |
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| En
esta imagen de la Nebulosa planetaria NGC 3132 se ve una
nube de gas en expansión alrededor de una estrella moribunda
(5/11/98). |
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| En
esta fotografía del telescopio espacial Hubble se aprecia de
perfil la galaxia espiral NGC 4013, ubicada a 55 millones de
años-luz de la Tierra. |
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Cuasares de las galaxias NGC 2992 y NGC 2993.
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Galaxia que por su forma fue denominada “Caballo”.
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¿Cómo surgió todo?
A
medida que retrocedemos en el tiempo para llegar al origen del
cosmos, los fenómenos y los procedimientos se hacen más
inusuales, y las cifras son casi incomprensibles.
Los avances de la física de
partículas han permitido retomar el rastro a partir de una
fracción de segundo después de la explosión inicial. En ese
momento todo el Universo tenía un tamaño equivalente a un núcleo
atómico; todo estaba comprimido en un punto, sin volumen y con
todo el cosmos dentro de él. Esto es lo que en física se llama
una singularidad; dentro de ella ni el espacio ni el
tiempo pueden existir. Por lo tanto, el comienzo de la expansión
representó la creación del Universo.
La singularidad de los modelos
de Friedman es lo más cercano al acto de creación que ha
encontrado la ciencia. Y si nos apegamos literalmente a ello,
podemos establecer que no solo el espacio-tiempo empezó a
existir en la singularidad, sino también toda la materia del
Universo.
La singularidad es, entonces,
un límite temporal para todas las cosas. De este modo, la
pregunta ¿qué había o pasaba antes del Big Bang? deja de tener
sentido. No existe un antes del Big Bang, pues no existía el
tiempo. También pierde sentido la pregunta ¿qué causó el Big
Bang?, pues la causa implica un orden temporal (una causa
siempre precede a un efecto) que no existía sino hasta el
instante del comienzo de la expansión.
Todas estas consideraciones
muestran que el evento de la creación es físicamente mucho más
profundo en la teoría de la relatividad que en el relato bíblico,
que señala que la materia fue creada en un vacío preexistente. Desde épocas muy remotas,
distintos pueblos han alzado sus ojos hacia el cielo tratando de
descifrar los misterios que plantean los astros. Las explicaciones
de los fenómenos celestes han abundado desde la Prehistoria, pasando
por las culturas de la Antigüedad Clásica, hasta nuestros días.
Mientras las primeras teorías se basaban en mitos y leyendas más o
menos fantasiosas, las actuales se fundamentan en los resultados
obtenidos por ramas de la ciencia moderna tales como la física,
la astrofísica o la cosmología (ver recuadro).
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LA CONQUISTA
DEL ESPACIO
¨[ENTRAR]¨
¨Origenes
[Aquí]
¨Famosos
Astrónomos [Aquí]
¨Astronáutica
[Aquí]
¨Glosario
de Astronomía
[Aquí]
¨El Big
Bang [Aquí]
¨Origen del
hombre [Aquí]
¨Sistema planetario [Aquí]
¨Universo
[Aquí]
¨Vía
Lactea [Aquí]
¨ Planeta
Tierra [Aquí]
¨¿Existen
los Ovnis? [Aquí]
¨Biblia
y Extraterrestres [Aquí]
¨¿Quienes
eran los Elohims? [Aquí]
Conocer y distinguir los diferentes
cuerpos que pueblan el espacio, sean cercanos, como los planetas
y sus satélites, o lejanos, como es el caso de las
galaxias (ver glosario) o cúmulos de galaxias, es el
objeto de la astronomía, considerada con justicia la
ciencia más antigua.
Debido a su carácter eminentemente
observacional, por la imposibilidad de experimentar con los cuerpos
celestes, se sirve de una serie de instrumentos, como los
telescopios, para captar las diferentes radiaciones procedentes del
espacio y determinar de este modo la composición, origen y el
comportamiento de los cuerpos que lo pueblan.
Con la ayuda de la física, estas
informaciones permiten deducir cuál es el estadio evolutivo en que
se encuentran estos objetos y cuál será su previsible evolución en
el futuro. La extrapolación de este panorama a gran escala permite
hacer lo propio con el Universo. A esta disciplina, conocida como
cosmología, dedican en la actualidad sus esfuerzos un gran número de
científicos, con la esperanza de averiguar de dónde venimos y hacia
dónde vamos.
Lo que sabemos hoy
Tras cientos de años de investigación,
¿qué sabe hoy la ciencia sobre el Universo, su forma, su movimiento,
su edad? ¿Conoce quién llenó el espacio de cuerpos celestes y fijó
sus movimientos? ¿Comprende cómo se inició todo esto?
No todas las interrogantes están
resueltas, pero el avance en el campo de la física y de la
astronomía es evidente. Algunos postulados han sido comprobados, con
lo que las bases para seguir adelante en la investigación se han
consolidado.
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| En
esta imagen del telescopio espacial Hubble (5/4/2001) se
observan los brazos de la galaxia espiral “Remolino”, también
llamada M51 o NGC 5194. |
Los primeros segundos
Con los actuales
conocimientos de la física no se puede estudiar el Universo en esa
pequeña fracción de segundo entre el
instante inicial y 10-43 segundos. Para
eso se necesitaría una “teoría cuántica de la gravitación”, y nadie
la conoce. Sin embargo, si tomamos un tiempo de una centésima de
segundo después de la explosión, ahí sí se conoce la física y
podemos deducir lo que ocurrió.
Pese a la frustración de no poder
investigar al Universo hasta su origen mismo, no deja de ser
sorprendente que se puedan hacer modelos científicos de cuando este
tenía menos de un segundo de edad.
En ese momento, el Universo debe
haber sido tremendamente caliente, pues un gas, al expandirse, se
enfría, y eso ha venido haciendo el Universo desde la gran explosión.
Ese estado inicial del cosmos es descrito a veces como la bola de
fuego primordial. A esas altísimas temperaturas no pueden haber
existido moléculas ni átomos como los conocemos. Solo los
constituyentes del núcleo atómico y otras partículas pueden haber
estado presentes.
La era de los leptones
Empecemos nuestro recuento
cronológico del Universo cuando había transcurrido una
millonésima de segundo. En ese instante, la temperatura del
Universo era de un billón de grados (un millón de millones). Era el
comienzo de lo que se ha llamado la Era de los leptones.
Las partículas más familiares que
constituyen el núcleo de los átomos, los protones (de carga
eléctrica positiva) y los neutrones (sin carga eléctrica),
convivían en equilibrio con los electrones (de carga eléctrica
negativa) y otras partículas como los muones (de carga eléctrica
positiva o negativa), neutrinos (partícula ligeras que no tienen
carga eléctrica) y rayos gamma (son la más penetrante de las
radiaciones, incluso más que los rayos X). Estas partículas tenían
tanta energía que espontáneamente se transformaban en pares
electrón-positrón, que se aniquilaban entre sí al poco andar (el
positrón es la antipartícula del electrón, y materia y antimateria
se aniquilan tan pronto se encuentran). A medida que la temperatura
bajaba, los muones empezaron a desaparecer, y luego los positrones.
La era del plasma
Después de transcurridos diez
segundos, la temperatura había descendido a unos pocos miles de
millones de grados, y el interés principal se centró en lo que
hacían los protones, los neutrones y los electrones, los tres
constituyentes primordiales de los futuros átomos.
En este instante empezaba una nueva
era, llamada la Era del plasma. La temperatura descendió lo
suficiente como para que los neutrones pudieran empezar a combinarse
con los protones y formar átomos de helio (He), que contienen dos
protones y dos neutrones.
Cálculos detallados de las
reacciones nucleares que ocurren en esa era muestran que todos los
neutrones quedaron atrapados en átomos de helio, con unos pocos, muy
pocos, combinados con un protón, formando un deuterio (núcleo pesado
del hidrógeno). El 10% de los núcleos que emergieron eran de helio y
el resto protones (núcleos de átomos de hidrógeno).
Como un átomo de helio pesa cuatro
veces más que uno de hidrógeno, por masa el 25% del Universo quedó
en forma de helio, y el 75% restante como hidrógeno. También se
formó una pequeñísima cantidad de litio (Li) y de deuterio, que no
alcanzó a sumar 1%. Las reacciones nucleares que formaron helio a
partir de protones y neutrones ocurrieron algo después de
transcurridos tres minutos en la vida del Universo.
Cuando pasaron treinta minutos,
la temperatura y densidad bajaron demasiado como para que
continuaran los procesos nucleares, y la composición química antes
señalada se congeló para siempre.
El Universo continuó expandiéndose,
pero su temperatura era todavía demasiado alta como para que
pudieran existir átomos individuales. Cuando transcurrieron
700.000 años, recién la temperatura fue lo suficientemente baja
como para que los protones se pudieran combinar con los electrones a
fin de formar átomos eléctricamente neutros. Ahí terminó la era del
plasma.
El Universo continuó expandiéndose
y su densidad debe haber sido la misma en todas partes. A partir de
ese momento, la radiación dejó de interactuar con la materia para
siempre y empezó un lento enfriamiento que hoy la lleva a presentar
el aspecto de radiación de fondo a 3º K de temperatura, cuando se la
observa con instrumentos como los de Penzias y Wilson. Por eso, se
presume que la materia debe haber estado muy bien distribuida en ese
momento.
Sin embargo, cualquier ligero
aumento local de la densidad puede haberse multiplicado si era lo
suficientemente grande. Tal como lo discutieran Isaac Newton y
Richard Bentley (1662 - 1742), reverendo y teólogo inglés, hace
alrededor de tres siglos, un Universo homogéneo es inestable, ya que
ligeras inhomogeneidades (aumentos de densidad) pueden
originar condensaciones (concentraciones de materia) en él.
Estas pueden llegar a estar dominadas por la gravitación, dejando de
expandirse con el resto del Universo.
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