1. ¿De qué está hecho el universo?

En el universo hay cuerpos que se pueden ver a simple vista, otros que hay que observar con telescopios y otros que no se pueden ver: la materia oscura.

• El universo observable es un vacío donde flotan miles de millones de galaxias, y en cada galaxia hay miles de millones de estrellas, planetas y nebulosas.
• La fórmula del cosmos es 75% nitrógeno, 20% helio y el 5% restante corresponde a otros elementos.
• La materia oscura es la parte del universo que no se puede observar, representando el 90% del total, y no emite radiaciones. Es la atracción gravitacional que sujeta el gas y el polvo. Sabemos que existe porque es la atracción que provoca el acercamiento de las galaxias.

2. Composición de una estrella a través de la luz que nos llega

Sabemos de qué está hecha una estrella por los espectros de la luz. La luz del sol que cae sobre un prisma de cristal se descompone en franjas. El sol es la estrella que está más cerca y su espectro nos proporciona información sobre su composición. Las líneas negras muestran la diferencia entre los espectros de los distintos elementos.

3. Distancias en el universo

• UA (unidad astronómica): distancia entre la Tierra y el sol, 150.000.000 km.
• Año luz: distancia que recorre la luz en un año. Entre la Tierra y el sol es de 8,34 minutos luz. La velocidad de la luz es de 300.000 km/s.
• Pársec (pc): son 3,26 años luz.

4. Los agujeros negros

En los agujeros negros se da la atracción gravitatoria más intensa. Son concentraciones de materia de alta densidad, de las cuales ni la luz puede escapar debido a su velocidad. Sabemos que existen por la radiación que emite la materia al acelerar. Cuantos más cuerpos caen en ellos, más masa y atracción gravitacional tendrán. La distancia mínima de seguridad es de 7,7 millones de km.

5. Teoría del Big Bang

El universo surge hace 13.700.000 años por una explosión: el Big Bang.

• Cómo surge la idea del Big Bang: al principio del siglo XX, los astrónomos observaron algo raro en los espectros de la luz de las galaxias. Las líneas de los elementos aparecían desplazadas, lo que significaba que las galaxias se estaban separando. Esto se conoce por el efecto Doppler: las ondas que emiten las galaxias en movimiento cambian. Si se alejan, se estiran, y si se acercan, se comprimen. Con esto surge la teoría del Big Bang; si las galaxias se alejaban, es porque antes toda la materia estaba concentrada en una zona pequeña.
• Confirmación del Big Bang: se confirma por su eco, que es la radiación cósmica de fondo: desde todos los puntos del universo llega una radiación muy débil.
• El Big Bang y la historia del universo:
  • 1. Etapa de inflación (explosión): el universo se expande a gran velocidad.
  • 2. Formación de la materia: el universo estaba formado por partículas subatómicas con muchísima energía (fotones). Al enfriarse, las partículas subatómicas se convierten en neutrones y protones.
  • 3. Los primeros átomos: 3.000.000 años después se forma el hidrógeno y el helio.
  • 4. El encendido del universo: los protones y electrones interactúan con los fotones, pero al combinarse para formar átomos, la luz pudo viajar por el espacio, el universo se hizo transparente y surgió la radiación cósmica de fondo.
  • 5. La formación de estrellas y galaxias: 400.000.000 años después del Big Bang, zonas más densas se convierten en centros de atracción gravitacional, y a su alrededor se reúne materia formando nebulosas, planetas y estrellas.
  • 6. La energía oscura: acelera el desplazamiento de las galaxias, pero la energía oscura es el mayor misterio del universo.

6. Formación de los elementos químicos

Los elementos químicos se producen en las estrellas (carbono, silicio, aluminio y hierro) y otros se generan en las explosiones de las supernovas.

• Las estrellas: fábricas de elementos químicos: los elementos químicos surgen a partir del hidrógeno. En el interior de las estrellas, la temperatura es tan alta que los núcleos de hidrógeno se mueven rápidamente, produciendo choques que hacen una fusión de los núcleos, creando otros nuevos (más elementos químicos).
• Supernovas: manantiales de materia: el hierro es el último elemento en formarse en una estrella. Tras formarse, se detiene el horno nuclear, y toneladas de materia de la estrella caen a su núcleo. Las grandes temperaturas provocan una fusión nuclear que genera los demás elementos químicos, lo que provoca la explosión de una supernova que lanza al espacio la masa de la estrella (elementos químicos).

7. El origen del sistema solar

• El origen del sol: se contrae polvo y gas creando una nebulosa, que se formó en una estrella. El sol y sus planetas. Una explosión de una nebulosa generó una onda de choque que se acercaba a la nebulosa. Esto hizo que la onda de choque comprimiese a la nebulosa, que colapsa. En el centro de la nebulosa, las partículas chocan entre sí, calentando la nebulosa. A partir de una temperatura, los núcleos de hidrógeno se mueven muy rápido y se fusionan, fabricando helio y liberando energía. (Nace el sol).
• Formación de los planetas: la nebulosa se comprime, colapsa y se transforma en un disco, que está más caliente en el centro porque hay más partículas que chocan. Los elementos más ligeros se van hacia la parte exterior, que es más fría. En cada zona del disco crece un planeta; los elementos se forman primero y tienen más masa porque se construyen con los elementos más abundantes de la nebulosa (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno son gaseosos). Los interiores (terrestres) se forman con materia sólida (rocas y metal). Se diferencian por su masa; los mayores (Tierra y Venus) tienen atmósfera porque su gravedad les permite retener gases entre sí, dando origen a los planetas. Con el material sobrante de la creación de los planetas se forman satélites, menos uno: la luna.

8. Exoplanetas: técnicas para detectarlos

Son planetas fuera del sistema solar que giran en torno a una estrella. Se descubren por la sombra que producen al pasar por delante de su estrella.

9. Condiciones para la vida en los planetas

• En los planetas muy cercanos o alejados, la temperatura no permite la existencia de agua líquida.
• Debe tener una gravedad suficiente para mantener una atmósfera.
• Es necesario un núcleo metálico fundido que genere un campo magnético para protegerse de las radiaciones.
• Un gran satélite es importante para que el eje de rotación se mantenga, evitando cambios en el clima.
• La estrella no debe “apagarse”.
• Planetas gigantes cercanos son necesarios para que su atracción gravitatoria desvíe asteroides.
• Deben estar situados dentro de la Vía Láctea.