Sin las trabas de los cuentos de ciencia ficción, el cosmos es casi incomprensiblemente grande.

ESA / NASA / K. Sharon (Universidad de Tel Aviv) / E. Ofek (Caltech)
Es absolutamente asombroso saber que poco después del Big Bang, el universo era un lugar relativamente pequeño, casi infinitamente denso. Aturde la mente.

Pero eso fue hace 13,8 mil millones de años. El universo en expansión significa que la totalidad de lo que conocemos ahora es increíblemente grande y se vuelve más inmenso cada día.

Esta es un área que dos generaciones de películas de ciencia ficción han distorsionado seriamente en la mente del público. La sensación general de que la tecnología es bastante buena y casi no conocerá límites, y que es casi seguro que algún día podamos viajar entre sistemas estelares, se toma en gran medida por fe.

Pero lo que las películas de ciencia ficción no han logrado comunicar, entre otras cosas, es que el universo es un lugar inmensamente grande. Incluso las distancias entre los objetos más cercanos son asombrosas, y las distancias a través de la Vía Láctea y, ciertamente, entre las galaxias del universo son asombrosamente enormes para los seres vivos atrapados en un planeta. Un modelo de la Vía Láctea en el que el Sol es un grano de arena trae esto a casa. En esta escala, las estrellas (granos de arena) están separados por 4 millas (6) en el disco de la Vía Láctea y el disco tiene aproximadamente 40,000 millas (60,000 km) de ancho. Ahora, ¿quién quiere viajar de grano en grano?

El concepto del tamaño del universo ha dado un gran paso adelante en los últimos años. No hace mucho tiempo hubo un tiempo en el que los astrónomos ni siquiera conocían el tamaño aproximado del cosmos con ningún grado de precisión. Todavía no lo sabemos con gran precisión.

Increíble expansión

La teoría del Big Bang nos dice que una vez el universo fue muy pequeño. Sabemos que lo más rápido que puede viajar la radiación o cualquier información es la velocidad de la luz, 186.000 millas por segundo (300.000 km / s). Estamos seguros de que el universo tiene 13.800 millones de años. También sabemos que un año luz equivale aproximadamente a 6 billones de millas (9,4 billones de kilómetros). En casi 14 mil millones de años, a primera vista, podríamos esperar que la radiación se expandiera radialmente hacia afuera a algo así como 30 mil millones de años de luz de diámetro.

Pero recuerde que el Big Bang no fue como una explosión que estalló en una habitación. Después del Big Bang, el espacio-tiempo en sí se expandió radialmente hacia afuera en todos los puntos, lo que significa que todo el espacio también se expandió, no solo las cosas dentro de él. (El término espacio-tiempo se refiere al modelo matemático que combina el espacio y el tiempo en un solo medio entrelazado).

Cuando comenzó la expansión del universo, solo 1 centímetro de “espacio vacío” intersticialmente se convirtió en 2 centímetros con el tiempo, y así sucesivamente. Entonces, las mejores ideas sobre el tamaño del universo que permite su expansión en el tiempo apuntan a un radio de poco más de 46 mil millones de años luz y, por lo tanto, un diámetro para el universo de aproximadamente 93 mil millones de años luz .

Pero hay una condición importante para este resultado. Ese diámetro se refiere al universo visible que podemos ver desde la Tierra. La teoría de la inflación, si es correcta, y tiene un amplio apoyo entre los cosmólogos, sugiere que la parte del universo que podemos ver no es de ninguna manera el cosmos completo. Algunos cosmólogos proponen que el universo es infinito. Pero trabajemos con lo que realmente tenemos y digamos que el cosmos, al menos la parte que podemos observar, tiene unos 93.000 millones de años de luz de diámetro.

Una comprensión profunda de nuestro vecindario, nuestro sistema solar, nuestra área de la Vía Láctea, nuestra galaxia, etc. es fundamental para comprender cómo funciona el universo. Y la exploración de la escala de distancia cósmica también revela una serie de objetos interesantes que los astrónomos usan para determinar distancias a objetos cercanos y lejanos.

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M74
NASA / ESA / The Hubble Heritage Team (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration
Las semillas de la medición del universo se remontan en el tiempo hasta el astrónomo griego Aristarco de Samos (ca. 310-230 a. C.), que tenía en mente las nociones correctas de paralaje con respecto a las distancias del Sol y la Luna . El paralaje es la técnica de medir el desplazamiento de los cuerpos más cercanos al fondo distante de las estrellas y calcular geométricamente una distancia.
Poco se avanzó después de Aristarco hasta que el astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543) propuso el modelo heliocéntrico del cosmos, y fue uno de los últimos grandes astrónomos visuales, el noble danés Tycho Brahe (1546-1601), quien realizó el primer paralaje. mediciones de cometas y ayudaron a definir una escala de distancia más moderna a los objetos cercanos.

Empezando cerca de casa

Hagamos una pausa por un momento para apreciar la escala física de nuestro sistema solar, solo el Sol, los planetas y escombros que lo acompañan, y nuestra pequeña isla de vida en su interior. Para visualizar mejor nuestra vecindad inmediata en su mente, imagine un sistema solar a escala con el Sol en un extremo y 1 centímetro que representa la distancia entre nuestra estrella y la Tierra, llamada unidad astronómica (AU). Es decir, 1 AU = 1 centímetro. De hecho, puede dibujar esto en papel para ayudar a cristalizarlo en su mente. Pegue varias hojas de papel juntas y tómelas. Con el Sol en un extremo, la Tierra está a 1 centímetro de distancia, y Mercurio y Venus también están allí a 0,4 centímetros y 0,7 centímetros, respectivamente. Hacia el exterior de la Tierra, tenemos a Marte a 1,5 centímetros,los asteroides del cinturón principal centrados alrededor de 2,5 centímetros, Júpiter a 5 centímetros, Saturno a 9.5 centímetros, Urano a 19 centímetros y Neptuno a 30 centímetros. Plutón se puede colocar a 40 centímetros.

El sistema solar exterior es escaso, consiste en la región del Cinturón de Kuiper a 30 a 50 centímetros del Sol, e incluso puede indicar algunos de los objetos más interesantes en el área para hacer compañía a Plutón: Haumea a 40 centímetros, Makemake a 45 centímetros y Eris a 60 centímetros. Ahora puede terminar indicando la región del disco disperso, un cuerpo disperso de asteroides helados energéticamente “girados”, entre 50 y 100 centímetros del Sol. Esto le brinda un modelo a escala completa del sistema solar en una región que abarca 1 metro o 3 pies de ancho.

Ahora aprecia que en esta escala, el borde interior de la Nube de Oort, el vasto halo de 2 billones de cometas en el perímetro del sistema solar, está 100 metros (109 yardas, más que un campo de fútbol americano) más lejos que el borde de tu diagrama. . El borde exterior de la nube de Oort, en esta escala, está a 1.000 metros (0,6 millas, más de 10 campos de fútbol) de distancia.

Sin embargo, como astronautas-exploradores humanos, solo hemos viajado tan lejos como la Luna, aproximadamente 1/389 AU, o en nuestra escala 1/389 centímetro, from la Tierra, que en esta escala es aproximadamente del tamaño de un glóbulo rojo humano . . Esa distancia está imperceptiblemente cerca del “punto” de nuestro planeta en nuestro dibujo a escala.

Y, sin embargo, las distancias a las estrellas más cercanas son mayores que nuestra escala imaginaria de la Nube de Oort. Y luego vienen quizás 400 mil millones de estrellas esparcidas por el brillante disco de nuestra Vía Láctea, 150,000 años luz de diámetro, y cien mil millones de galaxias más esparcidas por un vasto cosmos.

La próxima vez que esté bajo las estrellas, mire hacia arriba y piense detenidamente sobre la enormidad del universo. Es uno de los grandes sentimientos de humildad de la humanidad.

Fuente: https://astronomy.com/

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