Dibujos De La Cosmologia

Teoria Cosmologica

Contexto[editar]

Aunque la palabra «cosmología» fue utilizada por primera vez en 1731 en la Cosmología generalis de Christian Wolff, el estudio científico del universo tiene una larga historia, que involucra a la física, la astronomía, la filosofía, el esoterismo y la religión.

El nacimiento de la cosmología moderna puede situarse en 1700 con la hipótesis de que las estrellas de la Vía Láctea pertenecen a un sistema estelar de forma discoidal, del cual el propio Sol forma parte; y que otros cuerpos nebulosos visibles con el telescopio son sistemas estelares similares a la Vía Láctea, pero muy lejanos.

Cosmología física[editar]

Artículo principal: Cosmología física

Se entiende por cosmología física el estudio del origen, la evolución y el destino del Universo utilizando los modelos terrenos de la física. La cosmología física se desarrolló como ciencia durante la primera mitad del siglo XX como consecuencia de los acontecimientos detallados a continuación:

·         1915-1916. Albert Einstein formula la teoría general de la relatividad, que será la teoría marco de los modelos matemáticos del universo. Al mismo tiempo formula el primer modelo matemático del universo conocido como universo estático donde introduce la famosa constante cosmológica y la hipótesis conocida como principio cosmológico, que establece que el universo es homogéneo e isótropo a gran escala, lo que significa que tiene la misma apariencia general observado desde cualquier lugar.

·         1916-1917. El astrónomo Willem de Sitter formula un modelo estático de universo vacío de materia con la constante cosmológica donde los objetos astronómicos alejados tenían que presentar corrimientos al rojo en sus líneas espectrales.

·         1920-1921. Tiene lugar el Gran Debate entre los astrónomos Heber Curtis y Harlow Shapley que estableció la naturaleza extragaláctica de las nebulosas espirales cuando se pensaba que la Vía Láctea constituía todo el universo.

·         1922-1924. El físico ruso Alexander Friedmann publica la primera solución matemática a las ecuaciones de Einstein de la relatividad general, que representan a un universo en expansión. En un artículo de 1922 publica la solución para un universo finito y en 1924 la de un universo infinito.

·         1929. Edwin Hubble establece una relación lineal entre la distancia y el corrimiento al rojo de las nebulosas espirales que ya había sido observado por el astrónomo Vesto Slipher en 1909. Esta relación se conocerá como Ley de Hubble.

·         1930. El sacerdote y astrónomo belga Georges Édouard Lemaître esboza su hipótesis del átomo primitivo donde sugería que el universo había nacido de un solo cuanto deenergía.

·         1931. Milton Humason, colaborador de Hubble, dio la interpretación de los corrimientos al rojo como efecto Doppler debido a la velocidad de alejamiento de las nebulosas espirales.

·         1933. El astrónomo suizo Fritz Zwicky publicó un estudio de la distribución de las galaxias sugiriendo que estaban permanente ligadas por su mutua atracción gravitacional. Zwicky señaló sin embargo que no bastaba la cantidad de masa realmente observada en la forma de las galaxias para dar cuenta de la intensidad requerida del campo gravitatorio. Se introducía así el problema de la materia oscura

·         1948. Herman Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle proponen el modelo de estado estacionario, donde el universo no solo tiene la misma apariencia a gran escala visto desde cualquier lugar, sino que la tiene vista en cualquier época.

·         1948. George Gamow y Ralph A. Alpher publican un artículo donde estudian las síntesis de los elementos químicos ligeros en el reactor nuclear que fue el universo primitivo, conocida como nucleosíntesis primordial. En el mismo año, el mismo Alpher y Robert Herman mejoran los cálculos y hacen la primera predicción de la existencia de laradiación de fondo de microondas.

·         1964. Arno Penzias y Robert Woodrow Wilson de los laboratorios Bell descubren la señal de radio que fue rápidamente interpretada como la radiación de fondo de microondas que supondría una observación crucial que convertiría al modelo del Big Bang (o de la Gran Explosión) en el modelo físico estándar para describir el universo. Durante el resto del siglo XX se produjo la consolidación de este modelo y se reunieron las evidencias observacionales que establecen los siguientes hechos fuera de cualquier duda razonable:

·         El universo está en expansión, en el sentido de que la distancia entre cualquier par de galaxias lejanas se está incrementando con el tiempo.

·         La dinámica de la expansión está con muy buena aproximación descrita por la teoría general de la relatividad de Einstein.

·         El universo se expande a partir de un estado inicial de alta densidad y temperatura donde se formaron los elementos químicos ligeros, estado a veces denominado Big Bang o Gran Explosión.

El Big Bang[editar]

Artículo principal: Teoría del Big Bang

A pesar de que el modelo del Big Bang o «La Gran Explosión», es un modelo teórico observacionalmente bastante robusto y ampliamente aceptado entre la comunidad científica, hay algunos aspectos que todavía quedan por resolver:

·         Se desconoce qué ocurrió en los primeros instantes tras el Big Bang. La respuesta se busca mediante el estudio del universo temprano, una de cuyas metas es encontrar la explicación a una posible unificación de las cuatro fuerzas fundamentales (fuerte, débil, electromagnética y gravitacional).

·         No existe un modelo definitivo de la formación de las estructuras actuales, a partir del Big Bang. La respuesta se busca mediante el estudio de la formación y evolución de las galaxias y la inflación cósmica.

·         Queda por saber a qué se debe el hecho de que el universo se expanda con aceleración (Véase Aceleración de la expansión del universo).

·         No se sabe cuál es el destino final del universo.

·         Se desconoce en su mayor parte la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura.

·         En el momento después del Big Bang las partículas elementales aparecieron, los quarks arriba en los protones y los quarks abajo en los neutrones, y no se conoce la proporción entre protones y neutrones, estas partículas están hechas por dos quarks con la misma carga eléctrica, no se habrían podido unir gracias a la interacción electromagnética, es inútil recurrir a la interacción nuclear fuerte, pues ésta solo tiene un alcance del tamaño máximo de un núcleo atómico y además porque la interacción electromagnética tiene un alcance gigantesco y si el universo se agrandó en un solo segundo cien octillones de veces, en este brevísimo lapso de tiempo la interacción nuclear fuerte no podría unir la casi totalidad (si no es la totalidad) de los quarks.

Video Sobre La Cosmologia

Sistemas de Tolomeo y Copérnico

En el siglo II d.C. Claudio Tolomeo propuso una versión detallada de la visión geocéntrica del Universo, ya antigua en su época. Este modelo (izquierda) representa a la Tierra inmóvil, con los planetas, la Luna y el Sol girando a su alrededor. El sistema de Tolomeo fue aceptado por los astrónomos y los pensadores religiosos durante unos mil años. En el siglo XVI Nicolás Copérnico resucitó otra idea antigua, el modelo heliocéntrico del Universo. El nuevo modelo fue rechazado por la Iglesia, pero poco a poco fue ganando aceptación científica. Los datos de Copérnico no eran más precisos que los de Tolomeo, pero sus ideas se ajustaban mejor a la nueva física que se desarrolló en el siglo XVII

.

Modelos del Universo

De acuerdo con la teoría generalmente aceptada de la Gran Explosión, el Universo se originó entre hace 10.000 y 20.000 millones de años atrás y se ha ido expandiendo desde entonces. El futuro del Universo es incierto: la expansión podría ser limitada (Universo cerrado), contrayéndose el Universo sobre sí mismo, o podría ser infinita (Universo abierto), en cuyo caso el Universo seguirá expandiéndose siempre. En el caso límite entre estas dos posibilidades (Universo plano), tampoco cesará la expansión.

Elemento anterior Elemento siguiente Lista de multimedia Aparece en

Sir Fred Hoyle

El astrónomo inglés Fred Hoyle es autor de muchas teorías controvertidas. La más famosa es la teoría del universo estacionario o 'principio cosmológico perfecto', según el cual el Universo siempre se percibe de la misma manera, pues la disminución de densidad debida a la expansión está exactamente compensada por la creación continua de materia. Ésta se condensa en galaxias que ocupan el lugar de las que se han alejado de la Vía Láctea, y se mantiene así el aspecto actual del Universo. 

Cosmología, estudio del Universo en su conjunto, en el que se incluyen teorías sobre su origen, su evolución, su estructura a gran escala y su futuro. Al estudio más específico del origen del Universo y de sus sistemas astronómicos como el Sistema Solar, se le suele llamar cosmogonía.

			PRIMERAS TEORÍAS COSMOLÓGICAS

	Sistemas de Tolomeo y Copérnico

		Sistemas de Tolomeo y Copérnico En el siglo II d.C. Claudio Tolomeo propuso una versión detallada de la visión geocéntrica del Universo, ya antigua en su época. Este modelo (izquierda) representa a la Tierra inmóvil, con los planetas, la Luna y el Sol girando a su alrededor. El sistema de Tolomeo fue aceptado por los astrónomos y los pensadores religiosos durante unos mil años. En el siglo XVI Nicolás Copérnico resucitó otra idea antigua, el modelo heliocéntrico del Universo. El nuevo modelo fue rechazado por la Iglesia, pero poco a poco fue ganando aceptación científica. Los datos de Copérnico no eran más precisos que los de Tolomeo, pero sus ideas se ajustaban mejor a la nueva física que se desarrolló en el siglo XVII.
		Tamaño completo

Las teorías cosmológicas más antiguas datan del 4000 a.C., y son las de los pueblos mesopotámicos, que creían que la Tierra era el centro del Universo y que todos los demás cuerpos celestes giraban a su alrededor. Algunos clásicos como Aristóteles y el astrónomo griego Tolomeo, explicaban que las estrellas se movían de noche porque estaban fijas en esferas rotatorias. El astrónomo griego Aristarco de Samos, alrededor del 270 a.C., sostenía que la Tierra gira alrededor del Sol. Sin embargo, debido sobre todo a la autoridad de Aristóteles, la idea de que la Tierra era el centro del Universo se mantuvo durante 18 siglos.

En 1543 el astrónomo polaco Nicolás Copérnico publicó su obra De revolutionibus orbium caelestium (Sobre las revoluciones de los cuerpos celestes), que proponía un sistema en el cual los planetas giraban en órbitas circulares alrededor del Sol, que estaba situado en el centro del Universo. Atribuía la posición de las estrellas a la rotación de la Tierra sobre su eje.

El astrónomo alemán Johannes Kepler adoptó el sistema copernicano y descubrió que los planetas giran en órbitas elípticas a velocidad variable, de acuerdo con tres leyes bien definidas (conocidas desde entonces como leyes de Kepler). Galileo, uno de los primeros en observar los planetas con un telescopio, también rechazó la idea de Aristóteles de que la Tierra era el centro del Universo y se convirtió en un defensor de la visión copernicana del mundo. El matemático y físico inglés Isaac Newton demostró que las leyes de Kepler sobre el movimiento planetario podían derivarse de las leyes generales del movimiento y de la gravitación descubiertas por él, indicando así que estas leyes físicas eran válidas en todo el Universo. Véase Astronomía.