Descripción física del Universo
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Tamaño
Muy poco se conoce con certeza sobre el tamaño del universo.
Puede tener una longitud de billones de años luz o incluso tener un tamaño
infinito. Un artículo de 200311 dice establecer una cota inferior de 24
gigaparsecs (78 000 millones de años luz) para el tamaño del universo, pero no
hay ninguna razón para creer que esta cota está de alguna manera muy ajustada
(Véase forma del Universo). pero hay distintas tesis del tamaño; una de ellas
es que hay varios universos, otra es que el universo es infinito
El universo observable (o visible), que consiste en toda la
materia y energía que podía habernos afectado desde el Big Bang dada la
limitación de la velocidad de la luz, es ciertamente finito. La distancia
comóvil al extremo del universo visible ronda los 46.500 millones de años luz
en todas las direcciones desde la Tierra. Así, el universo visible se puede
considerar como una esfera perfecta con la Tierra en el centro, y un diámetro
de unos 93 000 millones de años luz.12 Hay que notar que muchas fuentes han
publicado una amplia variedad de cifras incorrectas para el tamaño del universo
visible: desde 13 700 hasta 180 000 millones de años luz. (Véase universo
observable).
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Forma
Si el universo es espacialmente plano, se desconoce si las
reglas de la geometría Euclidiana serán válidas a mayor escala. Actualmente
muchos cosmólogos creen que el Universo observable está muy cerca de ser
espacialmente plano, con arrugas locales donde los objetos masivos distorsionan
el espacio-tiempo, de la misma forma que la superficie de un lago es casi
plana. Esta opinión fue reforzada por los últimos datos del WMAP, mirando hacia
las "oscilaciones acústicas" de las variaciones de temperatura en la
radiación de fondo de microondas.13
Por otra parte, se desconoce si el universo es conexo. El
universo no tiene cotas espaciales de acuerdo al modelo estándar del Big Bang,
pero sin embargo debe ser espacialmente finito (compacto). Esto se puede
comprender utilizando una analogía en dos dimensiones: la superficie de una
esfera no tiene límite, pero no tiene un área infinita. Es una superficie de
dos dimensiones con curvatura constante en una tercera dimensión. La 3-esfera
es un equivalente en tres dimensiones en el que las tres dimensiones están
constantemente curvadas en una cuarta.
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Color
Café con leche cósmico, el color del universo.
Históricamente se ha creído que el Universo es de color
negro, pues es lo que observamos al momento de mirar al cielo en las noches
despejadas. En 2002, sin embargo, los astrónomos Karl Glazebrook e Ivan Baldry
afirmaron en un artículo científico que el universo en realidad es de un color
que decidieron llamar café con leche cósmico.14 15 Este estudio se basó en la
medición del rango espectral de la luz proveniente de un gran volumen del
Universo, sintetizando la información aportada por un total de más de 200.000
galaxias.
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Composición
El universo observable actual parece tener un espacio-tiempo
geométricamente plano, conteniendo una densidad masa-energía equivalente a 9,9
× 10−30 gramos por centímetro cúbico. Los constituyentes primarios parecen
consistir en un 73 % de energía oscura, 23 % de materia oscura fría y un 4 % de
átomos. Así, la densidad de los átomos equivaldría a un núcleo de hidrógeno
sencillo por cada cuatro metros cúbicos de volumen.20 La naturaleza exacta de
la energía oscura y la materia oscura fría sigue siendo un misterio.
Actualmente se especula con que el neutrino, (una partícula muy abundante en el
universo), tenga, aunque mínima, una masa. De comprobarse este hecho, podría
significar que la energía y la materia oscura no existen.
Antes de la formación de las primeras estrellas, la
composición química del universo consistía primariamente en hidrógeno (75 % de
la masa total), con una suma menor de helio-4 (4He) (24 % de la masa total) y
el resto de otros elementos.24 Una pequeña porción de estos elementos estaba en
la forma del isótopo deuterio (²H), helio-3 (³He) y litio (7Li).25 La materia
interestelar de las galaxias ha sido enriquecida sin cesar por elementos más
pesados, generados por procesos de fusión en la estrellas, y diseminados como
resultado de las explosiones de supernovas, los vientos estelares y la
expulsión de la cubierta exterior de estrellas maduras.26
El Big Bang dejó detrás un flujo de fondo de fotones y
neutrinos. La temperatura de la radiación de fondo ha decrecido sin cesar con
la expansión del universo y ahora fundamentalmente consiste en la energía de
microondas equivalente a una temperatura de 2'725 K.27 La densidad del fondo de
neutrinos actual es sobre 150 por centímetro cúbico.28
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Foto: Descripción Física del Universo |