El Universo y el Sistema Solar

Perspectiva del Universo

Inicialmente, la perspectiva antropocéntrica colocaba a la especie humana como centro del universo, justificando la creación de la Tierra y su entorno. Esta visión dio lugar al sistema geocéntrico, donde la Tierra era el centro del universo y el Sol, la Luna y las estrellas giraban a su alrededor. Ptolomeo fue un defensor de esta teoría. Posteriormente, el sistema heliocéntrico, con el Sol como centro del universo, fue propuesto por Copérnico.

El Sistema Solar

El año galáctico se refiere al tiempo que tarda el Sistema Solar en girar alrededor del eje de la galaxia (a una velocidad de 760.000 km/h), que es de 230 millones de años.

Los planetas verdaderos son cuerpos celestes que orbitan alrededor de una estrella, con suficiente masa para tener forma esférica y despejar su órbita de partículas. Los planetas enanos, como Plutón, Eris (Xena) y Ceres, tienen masa para ser esféricos pero no despejan completamente su órbita. Ceres se encuentra en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter.

Nuestro Sistema Solar se encuentra en uno de los brazos de la Vía Láctea. Sus componentes son:

• Sol: Estrella de tamaño medio compuesta por gases incandescentes (hidrógeno y helio). Gira sobre su propio eje.
• Planetas: Cuerpos celestes que orbitan el Sol. Se clasifican en:
  • Planetas Interiores: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Son pequeños, rocosos, cercanos al Sol y con atmósferas poco extensas.
  • Planetas Exteriores: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Son grandes, no rocosos, lejanos al Sol y en estado gaseoso y líquido.
• Planetas Enanos.
• Satélites: Cuerpos celestes que orbitan los planetas (como la Luna). Mercurio y Venus no tienen satélites.
• Cuerpos Menores: Asteroides y cometas que orbitan el Sol.

Teorías del Origen del Sistema Solar

Existen diversas teorías que explican la formación del Sistema Solar. Algunas de las evidencias que estas teorías intentan explicar son:

1. El Sol y los planetas giran en el mismo sentido.
2. Las órbitas de los planetas son elípticas.
3. Las órbitas de los planetas se sitúan en el mismo plano (eclíptica).
4. Los planetas interiores son pequeños y densos, mientras que los exteriores son grandes y ligeros.
5. Los cuerpos celestes rocosos tienen cráteres de impacto.

La Teoría Planetesimal propone la siguiente secuencia:

1. Una nebulosa comienza a girar.
2. Se produce un colapso gravitatorio que forma una masa central y un disco a su alrededor.
3. Se forma un protosol por la colisión de partículas en la masa central, liberando calor e iniciando la fusión nuclear del hidrógeno.
4. Se forman planetesimales por la agrupación de partículas del disco.
5. Los planetesimales se unen por acreción para formar protoplanetas.
6. Los protoplanetas barren su órbita por acreción, formando los planetas.

Hipótesis de la Formación de la Luna

Existen diferentes hipótesis sobre la formación de la Luna:

• Hermana: Formada al mismo tiempo que la Tierra, pero con menor densidad. Esta hipótesis no explica la diferencia de edad entre la Tierra y la Luna.
• Hija: Se originó a partir de la Tierra. Esta hipótesis no explica la menor densidad de la Luna.
• Impacto Gigante: Un planeta del tamaño de Marte colisionó con la Tierra, y los restos de la colisión formaron la Luna. Esta es la hipótesis más aceptada actualmente.

Galaxias y Estrellas

Galaxias

Existen millones de galaxias en el universo, agrupadas en cúmulos de galaxias. Se clasifican en espirales, elípticas o irregulares.

Estrellas

La vida de una estrella depende de su masa. Una estrella de masa media, como el Sol, tiene una existencia de 10.000 millones de años. La energía de las estrellas proviene de reacciones termonucleares que transforman hidrógeno en helio. Cuando se agota el hidrógeno, la estrella consume helio, aumenta su tamaño y se convierte en una gigante roja. Al agotar el helio, se encoge y se convierte en una enana blanca. Las estrellas más masivas que el Sol consumen su hidrógeno más rápido y a temperaturas más elevadas, convirtiéndose en supernovas al final de su vida.

Nebulosas

Las nebulosas son masas de polvo y gas interestelar, consideradas cunas de estrellas.

Materia Oscura

La materia visible (estrellas, nebulosas, polvo interestelar) constituye menos del 10% de la masa total de una galaxia. El resto es materia oscura y energía oscura.

El Big Bang y el Origen de la Vida

Teoría del Big Bang

La Teoría del Big Bang describe el origen y la evolución del universo:

• Tiempo cero: La materia y energía del universo estaban concentradas en un punto de densidad infinita.
• Inflación: El universo se expandió rápidamente después de la explosión. Existían partículas subatómicas libres y radiación primordial.
• Síntesis primordial de hidrógeno y helio: El universo se expandió y enfrió, permitiendo la formación de los primeros átomos de hidrógeno y helio.
• Formación de galaxias: 200 millones de años después del Big Bang se formaron las primeras galaxias.
• Formación de elementos pesados: Elementos como el calcio o el hierro se formaron en las supernovas.

La Tierra Primitiva

Los fósiles más antiguos datan de 3.600 millones de años, pero hay indicios de vida en rocas de 3.800 millones de años. La Tierra primitiva era muy diferente a la actual:

• Su atmósfera (protoatmósfera) no contenía oxígeno y era rica en dióxido de carbono, metano y vapor de agua.
• No existía la capa de ozono, por lo que la radiación ultravioleta llegaba a la superficie.
• La Tierra era bombardeada por asteroides.

Teoría de la Síntesis Prebiótica

La Teoría de la Síntesis Prebiótica propone que la vida se originó a partir de materia inorgánica en la Tierra primitiva:

1. Formación de moléculas orgánicas sencillas.
2. Formación de moléculas orgánicas complejas.
3. Formación de coacervados (agregados de moléculas orgánicas).

Esta teoría fue apoyada por el experimento de Stanley Miller, que reprodujo las condiciones de la Tierra primitiva y logró formar compuestos orgánicos sencillos.

Chimeneas Hidrotermales

Las chimeneas hidrotermales son lugares en el fondo oceánico donde emanan gases volcánicos a altas temperaturas. En ellas proliferan organismos primitivos, como bacterias termófilas. Estas chimeneas podrían haber sido un lugar propicio para el origen de la vida, ya que no dependen de la energía solar.

Teoría de la Panspermia

La Teoría de la Panspermia propone que la vida o sus precursores llegaron a la Tierra desde el espacio, transportados por asteroides o cometas. Esta teoría no explica el origen de la vida, sino cómo llegó a la Tierra. Se han encontrado compuestos orgánicos y posibles microorganismos fósiles en meteoritos, lo que apoya esta teoría.