Lunes, 26 de octubre de 2009
LA COSMOLOGÍA

Cosmología, del griego: κοσμολογία (cosmologia, κόσμος (cosmos) orden + λογια (logia) discurso) es el estudio a gran escala de la estructura y la historia del Universo en su totalidad y, por extensión, del lugar de la humanidad en él.
Aunque la palabra «cosmología»(utilizada por primera vez en 1730 en el Cosmologia Generalis de Christian Wolff), el estudio del Universo tiene una larga historia involucrando a la física, la astronomía, la filosofía, el esoterismo y a la religión.El nacimiento de la cosmología moderna puede situarse en 1700 con lahipótesis que las estrellas de la Vía Láctea (la franja de luz blancavisible en las noches serenas de un extremo a otro de la bóvedaceleste), pertenecen a un sistema estelar de forma discoidal, del cualel propio Sol forma parte; y que otros cuerpos nebulosos visibles conel telescopio son sistemas estelares similares a la Vía Láctea, peromuy lejanos.

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

  • 1915-16. Albert Einstein formula la Teoría General de la Relatividadque será la teoría marco de los modelos matemáticos del universo. Almismo tiempo formula el primer modelo matemático del universo conocidocomo Universo estático donde introduce la famosa constante cosmológica y la hipótesis conocida como Principio Cosmológico que establece que 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 Sitterformula un modelo estático de universo vacío de materia con laconstante cosmológica donde los objetos astronómicos alejados teníanque presentar corrimientos al rojo en sus líneas espectrales.
  • 1920-21. 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.
  • 1922-24. El físico ruso Alexander Friedmannpublica la primera solución matemática a las ecuaciones de Einstein dela Relatividad General que representan a un universo en expansión. Enun artículo de 1922 publica la solución para un universo finito y en1924 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 de energía.
  • 1931. El colaborador de Hubble Milton Humason 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 galaxiassugiriendo que estaban permanente ligadas por su mutua atraccióngravitacional. Zwicky señaló sin embargo que no bastaba la cantidad demasa realmente observada en la forma de las galaxias para dar cuenta dela 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 Estacionariodonde el universo no sólo tiene las misma apariencia a gran escalavisto 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 la Radiación de fondo de microondas.

En 1965 Arno Penzias y Bob Wilson de los laboratorios Bell Telephone 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 Bango "de la Gran Explosión" en el modelo físico estándar para describir eluniverso. Durante el resto del siglo XX se produjo la consolidación deeste modelo y se reunieron las evidencias observacionales queestablecen los siguientes hechos fuera de cualquier duda razonable:

  • El universo está en expansión, en el sentido de que la distanciaentre cualquier par de galaxias lejanas se está incrementando con eltiempo.
  • 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".

A pesar de que el modelo del Big Bang es un modelo teórica yobservacionalmente bastante robusto y ampliamente aceptado entre lacomunidad científica, hay algunos aspectos que todavía quedan porresolver:

  • 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 cual 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,por ser de la misma carga eléctrica, no se habrían podido unir graciasa la interacción electromagnética, es inútil recurrir a la interacciónnuclear fuerte, pues ésta sólo tiene un alcance del tamaño máximo de unnúcleo atómico y además porque la interacción electromagnética tiene unalcance gigantesco y si el universo se agrandó en un sólo segundo cien octillonesde veces, en este brevísimo lapso de tiempo la interacción nuclearfuerte no podría unir la casi totalidad (si no es la totalidad) de los quarks.

 Fdo. Cristobal Aguilar.



Publicado por cristobalaguilar @ 19:37  | Astronom?a
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By cristobalaguilar at 2011-02-03
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