El universo se define como el conjunto de toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo conocidos, con una edad estimada de 13.800 millones de años. Su estructura se organiza en escalas que van desde sistemas estelares hasta cúmulos de galaxias, las mayores estructuras gravitacionalmente ligadas que existen.
Una estrella es una esfera de plasma que genera energía mediante fusión nuclear en su núcleo. Las estrellas se agrupan en galaxias —sistemas de miles de millones de estrellas unidas por gravedad—; la Vía Láctea contiene el sistema solar, con aproximadamente 200 mil millones de estrellas.
Entre las estrellas existen nebulosas, nubes de gas y polvo cósmico que forman nuevas estrellas o son remanentes de estrellas muertas. Cuando una estrella masiva agota su combustible y colapsa, puede originar un agujero negro: una región donde la gravedad es tan intensa que la velocidad de escape supera la velocidad de la luz.
El origen del universo se describe mediante la teoría del Big Bang: expansión rápida desde un estado extremadamente caliente y denso hace 13.800 millones de años. Las evidencias incluyen el corrimiento al rojo de las galaxias lejanas, la radiación cósmica de fondo y la abundancia primordial de hidrógeno y helio. Las distancias cosmológicas se expresan en años luz: la distancia que recorre la luz en un año en el vacío, equivalente a 9,46 billones de kilómetros.
Práctica
Enumera tres evidencias científicas que apoyan la teoría del Big Bang y explica brevemente cada una.
Tres evidencias: (1) corrimiento al rojo de galaxias lejanas — las galaxias se alejan a velocidades proporcionales a su distancia, indicando expansión universal; (2) radiación cósmica de fondo en microondas — detectada en todas las direcciones del cielo, eco del estado caliente inicial; (3) abundancia de hidrógeno y helio — coincide con las predicciones de nucleosíntesis primordial.
Observa el diagrama del universo arriba. Identifica la posición del sistema solar dentro de la Vía Láctea y explica por qué la perspectiva del cosmos cambia según la escala de observación.
El diagrama muestra el sistema solar en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea, a unos 26 000 años luz del centro galáctico. A escala humana la Tierra parece central; a escala galáctica somos una estrella entre 200 mil millones; a escala universal, la Vía Láctea es una galaxia entre cientos de miles de millones. La escala revela la posición humilde de la Tierra en el cosmos.
¿Por qué ninguna información puede escapar del interior de un agujero negro una vez cruzado el horizonte de eventos?
Porque en el horizonte de eventos la velocidad de escape iguala la velocidad de la luz; más allá de ese límite, la velocidad de escape supera la velocidad de la luz. Según la teoría de la relatividad de Einstein, ningún objeto ni señal puede viajar más rápido que la luz, por lo que cualquier materia o radiación que cruce el horizonte queda atrapada permanentemente dentro del agujero negro.
