mar

12

feb

2013

ASTROFÍSICA: (7) Cosmología

7- COSMOLOGÍA

 

71- Modelo Cosmológico Actual

La Cosmología es la ciencia que estudia la evolución del Universo: su nacimiento y evolución posterior hasta nuestros días y en el futuro.

Partiendo de observaciones y cálculos bien definidos, es posible para la ciencia, determinar con bastante exactitud algunos de los principales acontecimientos del Universo. Sin embargo, para aquéllos datos que se desconocen, se plantean hipótesis y teorías con mayor o menor acierto. Se puede decir que los aportes más serios a la ciencia de la Cosmología parten de Albert Einstein con su teoría general de la relatividad, y la posterior introducción de la Constante Cosmológica (modificación de la ecuación del campo gravitatorio para adecuarse al concepto de Universo estático), así como la teoría del principio cosmológico (el Universo es homogéneo e isótropo). Siguiendo con los avances de la física, se pudo apreciar un fenómeno muy útil para la Cosmología, como era el del corrimiento al rojo del movimiento de las Galaxias, lo que permitió a Edwin Hubble establecer la relación entre dicho corrimiento al rojo y la distancia a la que se encontraban los objetos astronómicos, mediante la fórmula:

Más tarde, se postuló la posibilidad de un fenómeno conocido como "materia oscura", al comprobar que las fuerzas gravitacionales de las galaxias y demás cuerpos astronómicos resultaban insuficientes para ajustar los cálculos de la materia necesaria. También surgió la idea de la "radiación de fondo de microondas", descubierta en 1965, como "ruido" de fondo de una gran explosión inicial del Universo, hipótesis conocida como "Big Bang", siendo hasta la fecha, la hipótesis más aceptada, y que a día de hoy aún sigue en proceso de comprobación.

 

Esta teoría plantea fundamentalmente los siguientes aspectos:

1- El Universo comenzó hace unos 13,7 mil millones de años, estando lleno de una especie de energía muy densa en permanente proceso de microexpansión y micro contracción (cambios de fase).

2- Unos 10-35 después del tiempo de Plank, un cambio de fase provocó una súbita expansión del Universo (inflación cósmica), de forma exponencial, generándose un plasma de quarks-gluones. La expansión provocó irremediablemente un enfriamiento del Universo, dando origen a la formación de los primeros compuestos materiales, así como la antimateria y demás fenómenos relacionados.

3- Unos 300.000 años después, se formaron los primeros átomos con núcleos y electrones, permitiendo que la radiación se liberara de la materia existente hasta entonces y surcando el espacio hasta nuestros días en forma de radiación de fondo de microondas.

4- Poco después del estado relativista del Universo, las fuerzas gravitacionales comenzaron a aparecer para formar los primeros astros, galaxias, nebulosas, etc

Actualmente, el universo parece dominado por una fuerza extraña que provoca que el espacio-tiempo se expanda más rápido de lo esperado, conocida como "energía oscura".

Las principales evidencias de esta teoría cronológica del Universo, son las

siguientes:

 

1- La Ley de Hubble, descrita más arriba

 

2- El descubrimiento de la radiación de fondo cósmico

 

3- Cálculos y confirmaciones por satélites espaciales, como el COBE, que en1990 halló un valor para la temperatura residual de dicho fondo en 2726 K. y midiendo las distancias angulares de las anisotropías, descubrió que el Universo era geométricamente plano. Más recientemente, la sonda WMAP aportó nueva luz a estas incógnitas.

 

4- Abundancia de elementos ligeros, y proporción entre existencia de Helio e Hidrógeno: los cálculos hallados hasta la fecha, parecen confirmar la teoría del Big Bang, al ser esta la única que permite explicar las proporciones halladas en las observaciones.

 

5- Observaciones astronómicas, que permiten comprobar las diferencias existentes entre galaxias y otras formaciones antiguas (más alejadas en el espacio), con las más cercanas (más nuevas), cuyas formas coinciden con simulaciones específicas.

 

6- Cálculo de modelos físicos, como el modelo Friedmann- Lemaître – Robertson – Walker, confirmaciones termodinámicas, datos radiométricos, etc…

72- Actualidad Cosmológica

 

SONDA WMAP

 

La sonda WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), es un satélite espacial, lanzado por la NASA el año 2001, como sucesora de la sonda COBE, que está dotada de radiómetros diferenciales de microondas, cuyo objetivo principal es comprobar las teorías actuales de la formación del Universo, mediante la observación de la radiación de fondo de microondas. En el año 2003, la WMAP facilitó la imagen más completa del Universo conocido obtenida hasta la fecha.

Imagen del fondo cósmico de microondas, obtenida por la WMAP

Gracias a esta sonda, se ha conseguido determinar, por ejemplo, la edad del Universo (aprox. 13,7+- 200 millones de años), su composición (formado por un 73% de energía oscura, un 23% de materia oscura y un 4% de materia ordinaria), que la constante de Hubble es de 71+-4 km/s/Mpc, o que el modelo cósmico inflacionario es bastante acertado.

 

LA SIMULACIÓN BOLSHOI (MULTIDARK)

El modelo cosmológico estándar actual, aún a pesar de sus lagunas y carencias, parece, de momento, bastante probable. En los últimos años, se ha añadido al método científico una herramienta impensable hace tan solo unas décadas: la computación. No es en realidad una herramienta nueva, ya que la computación no es otra cosa que matemáticas aplicadas a grandísimas velocidades. Pero las conclusiones a las que dicha herramienta conduce, no podrían obtenerse por medio de las matemáticas tradicionales.

Una de esas aplicaciones es la conocida como "Simulación Bolshoi", un programa informático de enorme complejidad que es ejecutado por una de las computadoras más potentes que existen, el superordenador Pléiades de la NASA, y que ha necesitado más de seis millones de horas de cálculos para cumplir su cometido: determinar las particularidades del Universo primitivo.

La gran simulación parte de datos conocidos hasta la fecha, como la radiación de fondo de microondas, efectos gravitacionales, estudios astronómicos, información de las sondas WMAP, y otros datos obtenidos por sistemas computacionales anteriores, como la simulación "Millenium".

La simulación Bolshoi ha podido establecer interesantes hipótesis sobre la materia oscura y su disposición en el Universo, en forma de "halos", distribución de masa y velocidad de las galaxias, la formación de cuerpos astronómicos, o las propiedades y distribución de agrupaciones de galaxias y cuerpos gigantes (experimento Multidark)

REFLEXIÓN FINAL

 

No sería justo terminar esteartículo sin rendir un admirado homenaje a la comunidad de científicos en general, como matemáticos, físicos, astrofísicos, ingenieros, etc, gracias a cuya dedicación, trabajo y rigor, la humanidad se encuentra cada día más cerca del "cielo".

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Comentarios: 3
  • #1

    replica chanel (martes, 14 abril 2015 10:57)

    This Seamaster products, which are section of the public collection available as one style or maybe a different intended for in excess of 50 a long time, were being the primary diver's wristwatches of Omega.

  • #2

    ALFREDO CERVANTES QUINTERO (domingo, 16 agosto 2015 21:55)

    Es cierto que la Cosmología como ciencia apasiona, pero la pasión crecería si tuviéramos por lo menos los elementos principales de conocimiento a nuestro alcance, los científicos incipientes fueron instintivos en sus conocimientos, y se fueron perfeccionando con el descubrimiento e invento de instrumentos y formulas matemáticas como físicas para desarrollarlos, pero la gran verdad de todo esto es que no puede haber principio sin fin, y es posible que en el recorrido de ese fin no hayamos podido descubrir el sistema de nuestro sostenimiento, porque si el universo sostiene a la mayoría de las materias en sus diferentes formas, entonces el interrogante sería ¿QUIEN SOSTIENE EL UNIVERSO?, y para saberlo solo necesitamos una formula compuesta por la formación de un instrumento que pueda dominar el espacio, velocidad y tiempo, como poder llegar a otro espacio, con el tiempo y la velocidad de un potente telescopio.

  • #3

    canal de ciencias (lunes, 17 agosto 2015)

    Cierto, Alfredo, pero lo más probable es que nuestra generación no llegue a conseguirlo