Universo

Historia del concepto de Universo

Sigue siendo el "milagro griego" (-600 a - 470 aC JC), que debemos los primeros avances significativos en la comprensión del mundo. Los filósofos, Parménides, Platón y Aristóteles habían incorporado la idea de una Tierra esférica, sino que vieron en el centro del universo físico, mientras que la escuela de Mileto fue la tierra plana. Eratóstenes se dedica a los cálculos sobre la circunferencia de la Tierra, que es un error, aparentemente a sólo 650 km (aproximadamente 1,5% de error). Sin embargo, expresó sus resultados en etapas, el valor varía de un lugar a otro, y la distancia entre las ciudades de Alejandría y Siena, de la que hizo su posición era conocida en el día camello, que hace que la precisión de la medición, sospechoso.
Aristarco de Samos fue el primero, que parece entender que el sistema planetario es heliocéntrico.
Este descubrimiento no es unánime, por razones filosóficas en desacuerdo con la visión del mundo geocéntrico que fue aceptada por de grandes filósofos como Parménides, Platón y Aristóteles. Calcula también la distancia Tierra-Luna, que es un valor muy preciso (60 radios terrestres).
Hiparco continuado con su trabajo : se vuelve a calcular la distancia Tierra-Luna, las listas de 1500 estrellas, que se encuentra aproximadamente en el período de precesión de los equinoccios, que ya era conocida por los babilonios. Llamada revolución copernicana va a cambiar esta cosmología, en tres etapas : Copérnico (1473-1543) redescubrió la teoría heliocéntrica.
Sin embargo, este descubrimiento es revolucionario sólo en parte, de hecho, Copérnico sigue comprometido con esferas transparentes supone que el apoyo de los planetas e imprimir su movimiento. Copérnico presentó su sistema como un simple dispositivo diseñado para simplificar los cálculos, evitando así problemas con el clero. El dominicano Giordano Bruno (1548 - 1600) defiende la realidad del modelo heliocéntrico y la extiende a todas las estrellas, abriendo el tamaño del universo físico hasta el infinito.

Kepler (1571 - 1630) Galileo (1564 - 1642) y Newton (1643 - 1727) que plantea los fundamentos de la mecánica del movimiento de los planetas, con sus respectivos estudios sobre el movimiento elíptico de los planetas alrededor del Sol, la el perfeccionamiento de las observaciones astronómicas con la definición del movimiento uniformemente acelerado, y la formalización matemática de la fuerza de gravedad.
El universo, sin embargo, permanece confinada en el sistema solar.
Edwin Hubble (1889 - 1953) da cuenta del desplazamiento hacia el rojo de la radiación electromagnética de otras galaxias, la velocidad de eliminación de una galaxia es proporcional a su distancia, lo que significa que el universo es expansión.
Extrapolando la expansión del universo en el pasado, descubrimos un momento en que tenía que ser mucho más caliente y más densa que en la actualidad.
Este es el modelo del Big Bang, que luego apareció en la cosmología, corroborado experimentalmente. Después de una fase de la inflación cósmica, pero muy breve en el que el universo tendría que haber crecido con gran rapidez, la mayoría de las partículas del universo fueron creados.
A la luz de sus primeros momentos, llamado fondo cósmico de microondas, se observa con gran precisión por una variedad de instrumentos.
Esta es la observación de la CMB es notablemente uniforme en todas las direcciones que permite un consenso científico sobre la descripción del modelo del Big Bang.

Imagen: Imagen simulada de una rebanada fina del universo.
La estructura de araña de los cúmulos de galaxias parece ligar estos grupos entre sí por filamentos de materia. Los cúmulos de galaxias son las estructuras más grandes en el universo local, nuestro Universo.
Entre las galaxias se encuentra el material se compone de gas caliente, formando un plasma de millones de grados.
Los cúmulos de galaxias se forman en las intersecciones de los filamentos que componen la tela de araña cósmica. El universo se compone de materia distribuida a lo largo de sus vastos filamentos entre los que se burbujas grandes vacíos de la materia.

Radiación del fondo cósmico

El descubrimiento de radiación del fondo cósmicoFondo del cielo, la radiación de fondo de microondas a temperatura baja que llega a la superficie de la Tierra desde todas las direcciones del cosmos. Lo llamamos así porque les forma un segundo plano a todas las fuentes radio puntuales que han sido detectadas por los radiotelescopios. Fue detectado por primera vez por Arno Penzias y Robert W. Wilson, en 1965, a los Laboratorios de Bell Telefone, en New Jersey. , sin dejar residuos específicos de las condiciones extremas que prevaleció en los primeros momentos del universo, ha concluido que el universo, hay 15 millones de años, estaba a una temperatura de por lo menos 3000 ° C. Se trata de Arno Penzias y Robert Wilson (1965) quien descubrió la existencia de la radiación de fondo del cielo en un 2,7 K (-270 ° C). Esta radiación cósmica natural se puede encontrar en todas las direcciones del espacio. ¿Estamos de vuelta al origen del universo? En estas circunstancias, que el universo pasa de un estado opaco a un estado transparente, que es brillante. Pero lo que hace más allá de ese período? El Universo es opaco que no podemos ver nada. Afortunadamente, hay otros fósiles. El otro fósil es la relativa abundancia de ciertos elementos (helio, hidrógeno, litio pesados). Los físicos han llegado a la conclusión de que el universo era al mismo tiempo a una temperatura de al menos 10 mil millones de grados. Este período es de 1 millón de años antes de cambiar al estado transparente (3000 °). Volviendo un poco en el tiempo, el universo llega a temperaturas del orden de un billón de grados. En este estado se compone de los núcleos de neutrones y protones, pero una sopa de quarks y gluones.

Los quarks se atraen y repelen mediante el intercambio de gluones, como los electrones emiten fotones en los campos electromagnéticos.
Sólo cuando la temperatura disminuye a medida que los quarks se combinan para formar neutrones, protones y mesones. Que se remonta aún más lejos, cien segundos antes, aún podemos encontrar fósiles. Por ejemplo, el número de fotones en el número de átomos es de 3 millones de dólares.

Imagen: El parsec es la distancia a la que una unidad astronómica subtiende un ángulo de un segundo de arco.
Tabla de equivalencias.

Imagen: La radiación de fondo del cielo es un fósil de microondas de radiación natural 2,73 K.
Estas fluctuaciones de densidad en el orden de centésimas 000a, mostrar que alrededor de 380 000 años después del Big Bang, no había áreas heterogéneas en el universo de un tamaño de entre 100 y 1 000 Mpc (mega parsecs).
Esta imagen fue producida por el satélite Cobe, en 1992.

La edad del Universo

La edad del universo se hizo transparente a través de las observaciones de la sonda WMAP.
Los parámetros cosmológicos indican un valor probable de la edad del universo aproximadamente 13,73 mil millones años, con una incertidumbre de 0,2 millones de años. Esto es consistente con los datos de las observaciones de los cúmulos globulares y las enanas blancas. El universo observable contiene aproximadamente 7 x 10²² estrellas, distribuidas en cerca de 10¹⁰ galaxias, que se han organizado en cúmulos y supercúmulos de galaxias.
El número de galaxias podría ser aún mayor.
¿Por qué se especializan en la cosmología a menudo utilizan la palabra universo, en el sentido del universo observable?
Porque lo vemos, ya que fue de 13,73 mil millones de años, pero desde entonces el universo ha dejado de crecer. Así, el universo que vemos es una burbuja de 13,73 millones de años en radio, por lo que vivimos en el centro del universo observable, en aparente contradicción con el principio de Copérnico, que dice que el universo es más o menos uniforme y no tiene un centro en particular.

Como la luz no se mueve a velocidad infinita, las observaciones que, por tanto, derivan del pasado.
En mirar más lejos, podemos ver objetos como lo fueron en el pasado, cada vez más cerca para el Big Bang.
Ya que la luz viaja a la misma velocidad en todas las direcciones, todos los observadores del mundo viven en el centro del universo observable.
El universo contiene por definición todo lo que existe, incluyendo el espacio-tiempo, por lo tanto, no tiene ningún "borde".
De hecho, la existencia de un borde que implica más allá del borde, ya no está en el mundo, esta idea no es intuitiva.

Imagen: El análisis de la imagen WMAP del cielo, indican que el universo es 13,8 millones de años (con una precisión del 1%), se compone de 73% de energía oscura, 23% de materia oscura fría y sólo el 4% de átomos.
Actualmente está expandiendo a una velocidad de 71 km/s/Mpc (con una precisión de 5%). Se pasa por episodios de rápida expansión llamada inflación y crecer para siempre. Crédito : WMAP, científico de la NASA

El universo que no vemos

El universo no está establecido que átomos, 96% de nuestro universo desaparece.
Es una teoría que nos resulta difícil conceptualizar.
En el norte de Inglaterra en la parte inferior de una mina en 1600 metros por debajo de la superficie de la tierra, los científicos buscan incansablemente una nueva partícula fundamental, desde los años 70.
En estos años, la ciencia creen que el universo es completado y que su modelo es satisfactoria. Pero en 1974, dos investigadores de Princeton en Nueva jersey en los Estados Unidos medir la cantidad de material en el universo.
James Peebles y Jeremías Ostriker miran la estabilidad de las galaxias, y se enfrentaron con un problema. Las galaxias no son estables y su modelo de equipo demuestra que las galaxias, después de un período de rotación, es derrotado. Para que sean estables, en teoría, más materia, más se necesita de gravedad para que no todo se derrumbaría.
Como no hay ningún material adicional, importan dos científicos a efectos de la simulación, a inventar uno oscuro. La idea no es nueva como en la década de 1930, Fritz Zwicky, astrofísico americano-suiza (1898-1974) es una anomalía.

Se da cuenta de las Observatorio del Monte Wilson, observando a un grupo de galaxias en el cúmulo de Coma, las galaxias giran alrededor de la otra a toda velocidad, pero que la masa no es suficiente para prevenir disociarse. En 1933 fue el primero en sugerir la presencia de materia invisible entre las galaxias, pero no va a convencer a nadie de la importancia de su descubrimiento, que será olvidada por casi cuarenta años. Un astrónomo Vera Rubin, además de sus cuatro hijos, se dedica en la década de 1970, el estudio de las galaxias. A continuación, hizo un descubrimiento fundamental. Sabemos que todo está relacionado con la gravedad del sistema solar más alejado de la gravedad del Sol se debilita aún más. Es lo mismo de las galaxias, donde las estrellas giran en torno a un campo gravitatorio fuerte. Vera Rubin señala que las estrellas no reduzca la velocidad gradualmente a medida que la distancia desde el centro, sus velocidades son constantes, del centro a la periferia. Como no se trata de desafiar las leyes de la gravedad, la conclusión es que falta de masa en el universo observable para garantizar su estabilidad. La materia oscura, que antes eran ignorados, se puso de moda en el mundo científico.

Imagen: Visión del universo en luz infrarroja. Esta imagen revela 1.6 millones galaxias entre las decenas de millones de su estructura local.
Fuente : Centro / Caltech y la Universidad de Massachusetts.

Siempre más cerca del Big Bang

Los astrónomos están trabajando activamente en la búsqueda de las explosiones de rayos gamma, ya que estos fenómenos que podríamos aprender mucho sobre los primeros mil millones de años de historia de nuestro universo observable.
El satélite artificial descubierto un SWIFT estallido de rayos gamma (en Inglés, estallidos de rayos gamma), que se produjo cuando el Universo tenía sólo en su sólo 640 millones de años.
Lo más probable es una hipernova producida por la formación de un agujero negro en el corazón de una estrella gigante de varias decenas de veces la masa del sol. El colapso del centro de la estrella y su explosión se produce un haz intenso y centrado de los rayos gamma dirigido por casualidad, hacia los instrumentos de Swift. Estallidos de rayos gamma son fenómenos muy violentos, probablemente la más violenta del universo después del Big Bang.
SWIFT, el satélite de la NASA ha sido diseñado específicamente para estudiar estos fenómenos.
Esta explosión observada en 2009, es el más distante jamás observado por los científicos. Su luz ha viajado el 13,1 millones de años en llegar hasta nosotros.

GRB 090423 duró sólo 10 segundos, pero su luz ha sido observado en muchas longitudes de onda, incluyendo las del infrarrojo como en la imagen contra.
Este evento ofrece una visión general de los primeros momentos del universo y muestra que ya había estrellas masivas. Si este tipo de eventos puede ayudar a los científicos a entender mejor la historia de la evolución del universo, que trae más preguntas que respuestas sobre todo. El corrimiento al rojo último disco, y por lo tanto la edad, se llevó a cabo por el estallido de rayos gamma de septiembre de 2008.
Era mayor de 190 millones de años.

Imagen: El estallido de rayos gamma GRB 090423 fue descubierta por SWIFT, el satélite de la NASA, 23 de abril de 2009. Sólo unos pocos grados de la estrella η Leonis (constelación de Leo) es en 2009, el evento astronómico identificado más lejos de la Tierra. La luz residual observables se refleja, como se ve en el círculo aquí en el rango infrarrojo.
crédito : Gemini Observatory/NSF/AURA/D. Fox, A. Cucchiara (Penn State Univ.) et E. Berger (Harvard Univ.)