La astronomía es la ciencia que estudia el universo y todos los objetos que forman parte él: el Sol, los planetas, la Luna, las estrellas, los agujeros negros, las galaxias, los asteroides, las nebulosas, etcétera. En CurioSfera-Ciencia.com, te explicamos las características del universo y del sistema solar.
La formación del universo
Las primeras teorías sobre el universo eran, la mayoría, erróneas y se solían mezclar supersticiones y falsas creencias (como, por ejemplo, la astrología). Gracias a la acumulación de los conocimientos científicos y los avances técnicos (el telescopio por ejemplo) hemos podido saber muchas cosas más del universo y del lugar que ocupamos.
Actualmente los astrónomos han observado que vivimos en un universo en expansión, donde las galaxias se alejan unas de otras a velocidades vertiginosas.
La teoría más aceptada actualmente para explicar este fenómeno supone que hace algunos miles de millones de años toda la materia que constituye ahora el universo estaba concentrada en un pequeño espacio del tamaño de una estrella o, incluso, menor. De forma tal, que 1 cm³ de este cuerpo inicial pesaría toneladas. En un momento dado, esta materia densísima explotó y se expandió en todas direcciones. Esta teoría se denomina “Teoría del Big Bang”.
Las galaxias
Las estrellas no se encuentran esparcidas al azar por el universo, sino agrupadas en lugares determinados, formando lo que llamamos galaxias. Cada galaxia contiene miles de millones de estrellas. Las galaxias tienen formas distintas. Las hay que no tienen una forma precisa (galaxias irregulares); otras parecen un melón más o menos alargado (galaxias elípticas); y otros tienen un núcleo central con muchas prolongaciones espirales situadas en un mismo plano (galaxias espirales).
Nuestro sistema solar se encuentra en una galaxia espiral, concretamente en una de sus prolongaciones. Obviamente, todas las estrellas que vemos a simple vista en el firmamento pertenecen a nuestra galaxia; y es de suponer que la mayoría se acumulan en la región del cielo que coincide con el plano de la espiral.
Efectivamente, esto es así: en las noches sin luna se observa en el firmamento una banda luminosa que lo atraviesa. Los griegos la bautizaron con el nombre de Vía Láctea y los astrónomos han bautizado nuestra galaxia con ese nombre.
La galaxia de la Vía Láctea tiene unos 100.000 millones de estrellas y un diámetro de unos cien mil años luz. Las otras galaxias se encuentran a mucha distancia. La galaxia de Andrómeda, una de las más cercanas, está a unos tres millones de años luz.
Las estrellas
Las estrellas son cuerpos celestes que emiten energía en forma de luz y calor. El Sol es la estrella más próxima a nosotros. Todas las demás están tan lejos que a simple vista (cuando se pueden ver) sólo parecen puntitos de luz y, aunque se mueven a grandes velocidades, aparentemente mantienen, una noche y otra, las mismas distancias entre ellos.
Difícilmente podemos llegar a imaginarnos las grandes distancias que separan una estrella de otra. La estrella más próxima al Sol, Alfa Centauri, está a más de 412000000100000 de km de nosotros. Como puedes comprobar, se necesita una unidad de medida más grande que el Km para evitar el uso de estos números tan engorrosos. Los astrónomos utilizan el año de luz, que es la distancia recorrida por un rayo de luz en un año, su velocidad es de 300.000 km por segundo.
Las estrellas tienen grandes dimensiones. Los mayores tienen un diámetro superior a la distancia entre el Sol y la Tierra; las más pequeñas pueden tener el tamaño de la Tierra o aún menos. El Sol es una estrella de tamaño medio.
Las estrellas están constituidas principalmente de elementos gaseosos, el hidrógeno (que constituye generalmente el 75% de la estrella) y el helio (que se encuentra, en general, en una proporción del 20%). En las estrellas hay también pequeñas cantidades de la mayoría de los otros elementos: oxígeno, neón, carbono, nitrógeno, etc.
La luminosidad y el calor que desprenden las estrellas se producen básicamente por reacciones termonucleares que se producen en el interior de la estrella.
En líneas generales, estas reacciones consisten en la colisión de los átomos de hidrógeno a unas temperaturas muy elevadas (millones de grados), que forman así átomos de helio y desprenden grandes cantidades de energía. Algo similar a lo que ocurre en las llamadas bombas de hidrógeno inventadas por el hombre, pero a una escala mucho mayor.
La vida de las estrellas
Las estrellas parecen inmutables; pero, aunque la vida del hombre es demasiado breve para apreciarlo, los astrónomos han inducido que las estrellas se forman, cambian y finalmente se extinguen. La vida de los cometas dura, según su naturaleza, millones o miles de millones de años. Al parecer, las estrellas se forman a partir de inmensos «nubes» de gases y polvo cósmico que se llaman nebulosas.
Parte de la materia que constituye la nebulosa se condensa y forma el núcleo de la nueva estrella. En el curso de millones de años, el núcleo se contrae más y más por la atracción gravitatoria de sus componentes.
A medida que aumenta la presión, los gases que hay se calientan más. Cuando la temperatura llega a un millón de grados, comienza la reacción de fusión nuclear del hidrógeno y aparece la nueva estrella. A medida que el hidrógeno de la estrella se va consumiendo, este va pasando por diferentes estadios hasta que finalmente se enfría y deja de emitir luz.
El sistema solar
Nuestro sistema solar es una parte insignificante de nuestra galaxia. Forman parte el Sol, ocho planetas y sus satélites, y muchos asteroides, planetoides, cometas y meteoritos. La Tierra es uno de estos ocho planetas. A diferencia de los cometas, los planetas no producen luz, sólo reflejan una parte de la luz que reciben de la estrella alrededor del cual giran.
El sol y la energía solar
El Sol, tan importante para nosotros, es sólo una estrella más de nuestra galaxia. Su diámetro es de 1,3927 millones de kilómetros, aproximadamente. La temperatura del Sol es elevadísima (15 millones de grados en el núcleo). Por ello, toda la materia que forma el Sol se encuentra en estado de gas, incluso el núcleo, donde la densidad es cien veces la del agua.
La energía que emite el Sol es esencial para muchos procesos geológicos de la Tierra. Directa o indirectamente, hace que soplen los vientos, que el agua se evapore y caiga después en forma de lluvia o nieve, que las corrientes de agua erosionen la Tierra y que los glaciares abran un surco por donde pasan.
Las plantas necesitan la luz del Sol para hacer la fotosíntesis y fabricarse el alimento. Como casi la totalidad de los seres vivos dependen de las plantas para alimentarse, sin la energía solar la superficie de la Tierra sería una extensión helada y sin vida.
Los planetas del sistema Solar
Alrededor del Sol se mueven nueve planetas, 168 satélites conocidos (o «lunas»), que acompañan determinados planetas, y miles de cuerpos pequeños que llamamos asteroides o planetoides. Todos los planetas del sistema solar giran alrededor del Sol, aproximadamente en el mismo plano (excepto Plutón) y en la misma dirección, con una velocidad mayor cuanto más cerca se encuentran del Sol (la Tierra: 30 km/s).
Los planetas tienen tamaños diferentes, pero en comparación con el Sol son muy pequeños. Si representan el Sol con una esfera de un metro de radio y mantenemos la misma proporción en la representación de los planetas, la Tierra tendrá un centímetro de radio y Júpiter un decímetro.
Planetas interiores
Podemos clasificar los planetas en dos grupos bien diferenciados: los interiores y los exteriores. Los planetas interiores son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Todos tienen una estructura muy similar: un núcleo formado por elementos metálicos y un manto de silicatos que lo rodea.
En la superficie hay muchos cráteres causados por la colisión de meteoritos durante los primeros millones de años de existencia de estos planetas. En la Tierra, muchos de estos cráteres han desaparecido debido a la erosión o los movimientos de la litosfera. También la actividad volcánica ha sido (o aún es) muy importante en la configuración del relieve en la superficie.
En cuanto a la atmósfera, Mercurio prácticamente no tiene, mientras que la de Marte es muy tenue y la de Venus muy densa. A Marte y Venus, la atmósfera está formada sobre todo por dióxido de carbono. Entre Marte y Júpiter hay una zona ocupada por miles de asteroides. Los más grandes tienen varios cientos de kilómetros de diámetro, mientras que los más pequeños son sólo como guijarros.
Planetas exteriores
Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno se denominan planetas exteriores. Son más grandes que los planetas interiores (Júpiter, el más grande, tiene un diámetro que hace diez veces el de la Tierra).
En cambio, tienen menos densidad (Saturno hasta podría flotar en el agua). La baja densidad se debe a su composición química: el elemento principal es el hidrógeno, que constituye la mayor parte de la atmósfera (en estado gaseoso) y del interior (en estado líquido) de estos planetas. Sólo el núcleo central, relativamente pequeño, está formado, al parecer, por materiales rocosos y metálicos.
Los anillos son otra característica de los planetas exteriores. Los más importantes son los de Saturno, formados por fragmentos de hielo de diferentes tamaños. Júpiter y Urano tienen unos anillos mucho más tenues, y, probablemente, también Neptuno tiene alguno.
Plutón era considerado el planeta más alejado del Sol y el más pequeño de los exteriores. No tiene atmósfera y, al parecer, está formado sobre todo de agua y algunas otras sustancias similares en estado sólido. Pero el año 2006 dejó de considerarse un plantea y ahora se le considera un planetoide.
La cúpula estrellada
Si observamos el firmamento en una noche clara y sin luna, tal vez tendremos la impresión de que estamos en el centro de una gran cúpula repleta de puntitos luminosos. Y así es como antiguamente era considerado el universo. Los antiguos astrónomos reunieron las estrellas en grupos imaginarios que parecían suspendidos del cielo, las constelaciones. Así les era más fácil orientarse y determinar la llegada de las estaciones del año.
De muy antiguo, cada constelación recibió un nombre propio. Algunos nombres vienen de la semejanza entre la forma de la constelación y algún animal (Escorpio, Tauro, etc.); otros nombres son de dioses o personajes míticos: Pegaso, Orión, etc. Pero los conocimientos astronómicos demuestran que la Tierra no es el centro del universo, sino un astro más entre la infinidad de los que pueblan el universo.
Instrumentos para observar el universo
Antiguamente, los astrónomos sólo podían observar el firmamento a simple vista. Hasta principios del siglo XVII no empezaron a utilizar el telescopio. Este instrumento óptico consta de un conjunto de lentes y espejos dispuestos de tal manera que aumenta mucho la imagen del objeto que se enfoca.
El insigne científico Galileo Galilei (1564-1642) es el primero que utilizó el telescopio para observar los astros. Actualmente, los telescopios más potentes tienen un poder de aumento tan grande, que podrían detectar la luz de una vela a más de 50.000 km de distancia.
Otro instrumento empleado en la investigación del Universo, es el radiotelescopio. Con este aparato se captan las ondas radioeléctricas procedentes del espacio. Las ondas de radio, como las ondas de luz, son formas de energía que emiten las estrellas y otros cuerpos celestes.
Qué es el universo resumen
- Una galaxia es una agrupación de miles de millones de estrellas que viajan juntos por el espacio.
- Nosotros vivimos en la galaxia de la Vía Láctea pero en el universo hay muchas más galaxias.
- Las estrellas son cuerpos celestes que emiten energía en forma de luz y calor. Están formados básicamente de hidrógeno, que se va transformando continuamente en helio; en este proceso se desprende mucha energía.
- Las estrellas se forman a partir de nebulosas de gas y polvo. Cuando se agota el hidrógeno que contienen, las estrellas se enfrían y dejan de emitir luz.
- Los planetas son astros que giran alrededor de una estrella. No brillan con luz propia.
- El Sol es nuestra estrella particular. En recibimos luz y calor.
- Hay ocho planetas en movimiento alrededor del Sol: Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
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