Origen del Universo

Edwin Hubble descubrió que el Universo se expande. La teoría de la relatividad general de Albert Einstein ya lo había previsto.
Se ha comprobado que las galaxias se alejan, todavía hoy, las unas de las otras. Si pasamos la película al revés, ¿dónde llegaremos?
Los científicos intentan explicar el origen del Universo con diversas teorías. Las más aceptadas son la del Big Bang y la teoría Inflacionaria, que se complementan.
Momento - Suceso
Big Bang - Densidad infinita, volumen cero.
10 e-43 segs. - Fuerzas no diferenciadas
10 e-34 segs. - Sopa de partículas elementales
10 e-10 segs. - Se forman protones y neutrones
1 seg. - 10.000.000.000 º. Universo tamaño Sol
3 minutos - 1.000.000.000 º. Nucleos de átomos
30 minutos - 300.000.000 º. Plasma
300.000 años - Átomos. Universo transparente
1.000.000 años - Gérmenes de galaxias
100 millones de años - Primeras galaxias
1.000 millones de años - Estrellas. El resto, se enfría
5.000 millones de años - Formación de la Vía Láctea
10.000 millones de años - Sistema Solar y Tierra
Teoría del Big Bang
La teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace entre 12.000 y 15.000 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones.
Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución.
Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad".
Teoría inflacionaria
La teoría inflacionaria de Alan Guth intenta explicar los primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro.
Supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el origen al Universo.El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece.
No se puede imaginar el Big Bang como la explosión de un punto de materia en el vacío, porque en este punto se concentraban toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. No había ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo también se expanden con el Universo.
Origen del Sistema Solar
Según los científicos, hace unos 15.000 millones de años se produjo una gran explosión, el Big Bang. La fuerza desencadenada impulsó la materia, extraordinariamente densa, en todas direcciones, a una velocidad próxima a la de la luz. Con el tiempo, y a medida que se alejaban del centro y reducían su velocidad, masas de esta materia se quedaron más próximas para formar, más tarde, las galaxias.
No sabemos qué ocurrió en el lugar que ahora ocupamos durante los primeros 10.000 millones de años, si hubo otros soles, otros planetas, espacio vacío o, simplemente, nada. Hacia la mitad de este periodo, o quizás antes, debió formarse una galaxia.
Cerca del límite de esta galaxia, que hoy llamamos Vía Láctea, una porción de materia se condensó en una nube más densa hace unos 5.000 millones de años. Esto ocurría en muchas partes, pero esta nos interesa especialmente. Las fuerzas gravitatorias hicieron que la mayor parte de esta masa formase una esfera central y, a su alrededor, quedasen girando masas mucho más pequeñas.
La masa central se convirtió en una esfera incandescente, una estrella, nuestro Sol. Las pequeñas también se condensaron mientras describían órbitas alrededor del Sol, formando los planetas y algunos satélites. Entre ellos, uno quedó a la distancia justa y con el tamaño adecuado para tener agua en estado líquido y retener una importante envoltura gaseosa. Naturalmente, este planeta es la Tierra.
Formación de la Tierra
La tierra que hoy conocemos tiene un aspecto muy distinto del que tenía poco después de su nacimiento, hace unos 4.500 millones de años. Entonces era un amasijo de rocas conglomeradas cuyo interior se calentó y fundió todo el planeta. Con el tiempo la corteza se secó y se volvió sólida. En las partes mas bajas se acumuló el agua mientras que, por encima de la corteza terrestre, se formaba una capa de gases, la atmósfera.Agua, tierra y aire empezaron a interactuar de forma bastante violenta ya que, mientras tanto, la lava emanabaa en abundancia por múltiples grietas de la corteza, que se enriquecía y transformaba gracias a toda esta actividad.
Sólido, líquido y gaseoso
Después de un periodo inicial en que la Tierra era una masa incandescente, las capas exteriores empezaron a solidificarse, pero el calor procedente del interior las fundía de nuevo. Finalmente, la temperatura bajó lo suficiente como para permitir la formación de una corteza terrestre estable. Al principio no tenía atmósfera, y recibía muchos impactos de meteoritos. La actividad volcánica era intensa, lo que motivaba que grandes masas de lava saliesen al exterior y aumentasen el espesor de la corteza, al enfriarse y solidificarse.
Esta actividad de los volcanes generó una gran cantidad de gases que acabaron formando una capa sobre la corteza. Su composición era muy distinta de la actual, pero fue la primera capa protectora y permitió la aparición del agua líquida. Algunos autores la llaman "Atmósfera I".
En las erupciones, a partir del oxígeno y del hidrógeno se generaba vapor de agua, que al ascender por la atmósfera se condensaba, dando origen a las primeras lluvias.
Al cabo del tiempo, con la corteza más fría, el agua de las precipitaciones se pudo mantener líquida en las zonas más profundas de la corteza, formando mares y océanos, es decir, la hidrosfera.
Medio Ambiente Primario de la Tierra
En sus inicios, la Tierra tenía una atmósfera a base de hidrógeno, una que contenía moléculas en las que el hidrógeno era el ingrediente predominante. Ejemplo de las moléculas que estuvieron presentes incluyen metano, CH4, hidrógeno, H2, y amoniaco, NH3. A esta atmósfera también se le conoce como reductora en oposición a oxidante. Una atmósfera oxidante es una atmósfera que contiene moléculas con oxígeno como ingrediente predominante. Ejemplos de estas moléculas incluyen el bióxido de carbono, CO2, vapor de agua, H2O, y bióxido de sulfuro, SO2. Con el tiempo, la atmósfera de la Tierra pasó de ser una atmósfera primitiva reductora a una atmósfera oxidante.
La atmósfera de Júpiter de hoy es un ejemplo de cómo debieron ser las atmósferas primitivas. Esto se debe a que, a diferencia de la poca gravedad de los planetas más pequeños, Júpiter tiene una gravedad tan enorme que poca cantidad de su atmósfera inicial ha escapado. Ciertas reacciones químicas requieren de energía para ser liberadas (endógenicas). Esta energía proviene de la luz ultravioleta (UV). La electricidad, en forma de rayos, también cumple esta función. El experimento de Miller-Urey mostró que la luz ultravioleta más los rayos en una atmósfera de base de hidrógeno, pueden producir largas cadenas de químicos, las cuales son las bases de las células vivas.
El medio ambiente inicial de la Tierra propició este proceso debido a que la atmósfera inicial no suministraba protección contra la luz ultravioleta (UV). la luz ultravioleta puede unir pequeñas moléculas para crear unas más grandes. (Por otro lado, algunas formas de luz ultravioleta pueden dividir moléculas grandes). En la Tierra de hoy la capa de ozono, O3 absorbe casi todas las longitudes de ondas menos las más largas de luz ultra violeta (UV). A principios de la Tierra había muy poco oxígeno, de manera que la luz ultravioleta (UV) proveniente del Sol caía directamente sobre la superficie de la Tierra.