TEMAS SOBRE EL UNIVERSO

    Conceptos y leyes sobre el Universo. 
    La materia en el Universo. 
    Cosmogonías.
    Efecto doppler y la expansión del Universo.
    Origen y evolución del Universo.  
    El Big-Bang.
    La materia oscura.
    La vida en el Universo. Proyecto SETI.
    La vida en Marte. Terraformación.
    La vida en otros cuerpos del Sistema Solar

LUZ Y MATERIA El estudio del Universo se basa, fundam., en interpretar la luzque nos llega. También se analizan otras fuentes de energía: rayos X, ondas de radio, rayos , neutrones,... La luz es energía irradiada en forma de fotones (partículas sin masa), que se propagan en forma de ondas. La cantidad de energía de un fotón determina en nosotros la impresión de uncolor; los fotones azules son más energéticos que los rojos. La descomposición de la luz en colores en su espectro. Un fotón se caracteriza por: - Su energía (en ergs). - Su frecuencia (medida en hertz = s-1) (frecuencia = E/h, siendo h=cte. de Planck). La frecuencia de un fotón, es, pues, proporcional a su energía. - Por su longitud de onda (= c/frec) (medida en Angströn: 1 Å = 10-10 m). El intervalo visible va de 7000 Å (rojo) a 4000 Å (violeta). - La luz (forma de energía) está relacionada con la materia por el ecuación de EINSTEIN: E=mc2. Ver el experimento de MICHELSON que prueba la inexistencia del éter y la constancia de la velociad de la luz. Ver la medida de la velocidad de la luz. Isaac Newton fue el primero en descomponer la luz blanca en colores, haciéndola pasar por un prisma. Con otro prisma podemos recoger dichos colores y volver a formar luz blanca (el 2º prisma también puede sustituirse por una lente que concentre todos los colores en una pantalla dando luz blanca). La distribución las energías fotónicas (colores) de una fuente es su espectro. Se ve con el espectroscopio. Los espectrógrafos se basan en: - La difracción de la luz (espectrógrafos de parrilla). - La refracción de la luz (espectrógrafos de prisma). Cada elemento químico incandescente da un espectro de bandas coloreadas y rayas brillantes característico (espectrograma). Al descomponer la luz solar, FRAUNHOFER encontró en su espectro unas líneas oscuras (líneas de Fraunhofer o de absorción) (que no supo explicar). Después se supo que se deben a la luz que absorben los gases que atraviesa la luz: cada elemento absorbido deja una peculiar raya oscura (espectro de absorción) allí donde debía estar su raya brillante. Con las rayas brillantes podemos analizar la composición de las estrellas y con las rayas oscuras, la composición de las nebulosas. Ver tipos de espectros. UNIFORMIDAD EN LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL UNIVERSO (principio de unidad) Existe una gran uniformidad en la composición química cualitativa del universo (el sistema periódico de los elementos es universal), aunque hay variaciones cuantitativas. LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL (Newton, 1687) Siendo G = 6,67·10-11 N·m2/kg2. Si intervienen más de dos cuerpos, las ecuaciones matemáticas no tienen solución exacta: se habla deperturbaciones. LEYES DE KEPPLER 1ª ley: Todos los planetas giran alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas planas, en las que el Sol ocupa uno de los focos de la elipse. 2ª ley o Ley de las áreas iguales: El segmento que une al Sol con el planeta (radio-vector) a lo largo de su periodo de traslación, barre áreas iguales en tiempos iguales. Esto significa que la velocidad orbital de un planeta aumenta cuando éste se aproxima al Sol, siendo máxima en el perihelio y mínima en elafelio. 3ª ley: Los cuadrados de los periodos de traslación de los planetas son proporcionales a los cubos de sus semiejes mayores: T²=k·R³. LEY DE WIEN Un cuerpo caliente, a una temperatura T, emite fotones de muchos tipos, pero con un máx. en una longitud de onda determinada, relacionada con la temperatura T por la fórmula:  λ·T = C  (C=cte.=2,897·10-3 m.ºK). LEY DE STEFAN-BOLTZMAN Se llama Intensidad de energía (I) que emite un cuerpo, a la energía que emite por m2. La intensidad de energía que emite un cuerpo que se calienta es proporcional a la 4ª potencia de T: I = σ · T4   (siendo: σ=cte.=5,7·10-8 w/m2). TEORÍA DE LA RELATIVIDAD DE EINSTEIN (ver resumen explicativo) Postulados: (i) c=cte. (siendo c la velocidad de la luz). (ii) Nada puede ir más rápido que la luz. Ver la paradoja de la simultaneidaden relatividad especial. (iii) La materia se puede convertir en energía y viceversa, según la ecuación: E=m · c². (iV) La masa gravitatoria deforma el espacio a su alrededor, de tal forma que puede desviar incluso la luz. Einstein unificó el espacio y el tiempo en una sola entidad: elespacio-tiempo, cuya estructura es "elástica". La gravedad, en lugar de ser considerada como una fuerza, es atribuida a la estructura geométrica del espacio-tiempo. La presencia de un cuerpo gravitante curva el espacio-tiempo de su entorno, y es esta curvatura lo que perturba las trayectorias de los demás cuerpos al moverse por el espacio que lo rodea. A velocidades pequeñas (comparadas con c), son válidas las ecuaciones de la Física tradicional, consideradas un caso particular de las ecuaciones de Einstein. Einstein concebía el Universo como un espacio-tiempo con una geometría de esfera tetradimensional, sin limites pero finito, con curvaturas espacio-temporales debidas a la presencia de masas gravitatorias. El interior de la esfera no existe o no pertenece a este Universo. Las ecuaciones de Einstein daban unUniverso en expansión, pero introdujo la llamada "cte. cosmológica" que hacía que el Universo se mantuviera estático (ya que esto era lo que se creía en 1917) (después hubo de retirarla). Pero las ecuaciones de Einstein no daban una solución única, sino muchas: para de De Sitter, el Universo era estático, siempre que estuviera vacío de materia. Pero cuando en este modelo se introducía la materia (Weyl), las ecuaciones daban que el Universo se expandía. Friedman (1922), quien aceptó la expansión del Universo, ofreció un modelo del Universo con tres familias de soluciones distintas, con diferentes curvaturas (positiva, negativa y plana) según que la densidad fuese mayor, menor o igual a cierta masa crítica. EL PRINCIPIO COSMOLÓGICO PERFECTO (uniformidad en la distribución de la materia en el Universo) El universo aparece igual a todo observador, en cualquier punto del mismo y en cualquier tiempo. En cualquier dirección en que se mire se observa la misma densidad de galaxias de un idéntico brillo. Ello indica que la materia del universo está distribuida uniformente. Cualquier observador, situado en cualquier galaxia, creerá estar en el centro del universo, viendo alejarse de él a todas las demás galaxias, en un universo en expansión. Ello es debido a que en el universo no hay un sistema fijo de referencia. Las leyes de Universo son las necesarias para que pueda aparecer el hombre sobre la Tierra, y dependen de unos cuantos números llamadosconstantes universales. Veamos algunos ej. de constantes universales: (i) La intensidad de la gravedad, g - si g fuese un poco mayor, la gravedad sería más intensa por todas partes las estrellas se consumirían más deprisa, lo que hubiera impedido la aparición de la vida. - si g fuera algo menor, sólo habría enanas rojas, con lo que no habría planetas templados tipo Tierra. (ii) Otra cte. controla la velocidad a la que se fusionan los átomos en las estrellas, creando átomos más pesados, como el C, base de la vida. Si esta cte. fuese distinta, habría poco C en el Universo, y la vida sería imposible, tal como la conocemos. (iii) Otra cte. es la velocidad inicial del Big-Bang: - si esa velocidad fuese mayor no se habría podido formar condensaciones de materia como las galaxias. - si esa velocidad fuese lenta, el Universo se habría colapsado hace tiempo. Estas constantes (y otras) parece que son las necesarias para que la vida haya podido desarrollarse (y, en particular, la humana). Este principio está sujeto a controversias. Puede haber otros universos con constantes diferentes, todo puede ser una casualidad gracias a la cual existimos.

DISTRIBUCIÓN DE LA MATERIA-ENERGÍA EN EL UNIVERSO

Estrellas yplanetas	Las estrellas son fuentes emisoras de energía (visible, rayos X, neutrones...). Suelen formar sistemas binarios. Algunos planetas también emiten energía; la diferencia entre ambos es una cuestión de masa.
Galaxias	Son la unidad básica del universo. Casi todos los elementos que siguen están contenidos en las galaxias.
Nebulosas	Polvo cósmico de materiales de Pm>10 [C (grafito), Fe, Si, NH3, CH4,...] y gases ligeros enrarecidos (H, He,...).
	Tipos	Oscuras: Temperatura (≈ Energía) baja.
		Luminosas	De emisión: T alta, lo que exita los átomos de H.
			De reflexión
Novas yestrellas variables	Son estrellas que varían repentinamente sus características estelares de tiempo en tiempo o cíclicamente.
	Novas = enana blanca + gigante roja.
	Estrellas variables	Eclipsantes
		Intrínsecas (Cefeidas)
Supernovas	Es el colapso repentino y catastrófico de un estrella masiva cuyas reacciones nucleares han llegado a los núcleos pesados. Su aumento de brillo es por la onda de choque provocada por la materia al caer hacia el núcleo, que se hace sólido de repente. Sus restos constituyen las estrellas de neutrones y púlsares. Ambos son, junto con las enanas blancas y los agujeros negros, cuerpos ultradensos.
Agujeros negros	Debidos al colapso gravitatorio de una estrella supermasiva.
Cuásares	"Objetos quasi estelares". Son núcleos galácticos hiperactivos de pequeño tamaño y con una gran densidad de gas y estrellas masivas en proceso de explosión. Se alejan de nosotros a velocidades próximas a las de la luz.
Materia oscura	Masa invisible que no emite ni refleja ninguna radiación. Su presencia sólo se conoce por el efecto gravitatorio que ejerce.
Radiaciones	Rayos cósmicos	Radiación cósmica galáctica.
	Radiación de fondo	Ondas de radio isotrópicas (cuya intensidad es la misma en cualquier dirección del espacio). No se puede atribuir a la emisión de ningún astro. Se cree que es el remanente de una era en la que la mateeria del universo estaba mucho más concentrada y el espacio lleno de una radiación a una elevadísima temperatura, la cual habría disminuido con la expansión.

INTRODUCCIÓN HISTÓRICA El estudio del cielo lo iniciaron los sumerios (Mesopotamia) y los egipcios (valle del Nilo) hace más de 6.000 años, elaborando calendarios solares y lunares con fines agrícolas, llenado el cielo con figuras de divinidades (ver esquema). - En Mesopotamia se introdujeron los meses y la semana bautizando los días por el Sol, La luna y los cinco planetas conocidos; tb. dividieron el día en 2 grupos de 12 horas, y la hora en minutos y segundos sexagesimales. La Luna cambiaba en un ciclo de 29 días (mes lunar), el cual dividieron en 4 periodos de 7 días. - Los babilonios nombraron los 7 días de la semana con los nombres de los 7 astros que se movían librem. por los cielos: Luna, Marte, Mercurio, Júpiter, Venus, Saturno y el Sol. De aquí nuestros nombres en castellano (excepto "sábado", del hebreo "sabat" = descansar, y "domingo" = del latín "día del Señor"). En inglés: "sunday" = día del Sol, "monday" = "día de la Luna", "saturday" = "día de Satuno". - Los egipcios dividían en 36 grupos las estrellas. - Para los chinos, los cuerpos celestes más importantes eran la estrella polar y las estrellas circumpolares, que nunca salen ni se ponen. La polar era el emperador de los cielos, las circumpolares príncipes y el resto de estrellas funcionarios. - Rompiendo con las explicaciones míticas de las civilizaciones anteriores, los grandes filósofos y astrónomos griegos emiten las primeras teorías racionales sobre la forma de la tierra y su concepción del universo. TEORÍAS GEOCÉNTRICAS Eudoxus ideó por primera vez el concepto de esfera celeste. Anaximandro de Mileto (siglo VII a.C.) (610-546 aC), dice que la tierra era de forma cilíndrica y estaba rodeada de una neblina formada por tres anillos estelares que se movían alrededor de la tierra, las estrellas, la luna y el Sol en la que de forma ocasional se abrían agujeros y entonces se podía ver que más allá brillaban el fuego y la luz (el sol, la luna y las estrellas). Thales de Mileto predice un eclipse. Pitágoras (siglo VI a.C.) explicó la estructura del universo en términos matemáticos. El gran fuego central, origen de todo se relacionaba con el uno, origen de los números. A su alrededor giraban la tierra, La luna, El sol y los planetas conocidos. El periodo de la Tierra en torno al fuego central era de 24 horas y ofrecía a este siempre su cara oculta, donde no habitan las personas. También se conocían los periodos de la Luna (un mes) y del Sol (1 año) . El universo concluía en una esfera celeste de estrellas fijas y más allá estaba el Olimpo. La obsesión matemática de los pitagóricos le llevó a pensar que el número de cuerpos que formaban el universo era diez, ya que este es el número perfecto. Como solo encontraban nueve supusieron que el décimo estaba entre la tierra y el gran fuego y por eso no era visible. Lo llamaron Antitierra. Filolao de Tarento (siglo V a.C.) formuló la idea de una tierra esférica. Esta idea fue fácilmente aceptada ya que era el único modelo capaz de aceptar fenómenos como la desaparición gradual del casco y velamen de los barcos en el horizonte o que la sombra que la tierra proyecta sobre la Luna en los eclipses es circular. En el siglo IV a. C., Platón elabora un teoría del universo basada en que la tierra esférica, ocupa el centro del universo, y los cuerpos celestes son de carácter divino y se mueven en torno a la tierra con movimientos circulares uniformes. Aristóteles , discípulo de Platón, añade que el Cosmos está dividido en dos partes, el mundo sublunar y el mundo supralunar. El mundo sublunar está compuesto por los cuatro elementos de la región terrestre (tierra, aire, agua y fuego). El mundo supralunar es el mundo de la armonía perfecta, donde todos los planetas se mueven con movimiento circular uniforme y está compuesto por la quinta esencia el éter. Esta concepción tenía una cierta consistencia al explicar los movimientos observados en la superficie terrestre. En esta época no se tenía en cuenta la medición y la experimentación, y era comúnmente admitido que los objetos más pesados caen más deprisa que los más ligeros. La razón es que al contener más cantidad del elemento tierra, su tendencia a situarse en su lugar natural era más acusada. Igualmente el vapor tendía a ascender por encima de la tierra hacia su lugar natural, el aire. Esta teoría no daba una explicación satisfactoria del movimiento retrogrado que a veces parecían experimentar los planetas (estrellas errantes) ni de las variaciones de brillo observadas para esos planetas y que se asociaban (correctamente) con variaciones de distancia. Con el debilitamiento de Atenas, surge la etapa de Alejandría, con nuevos astrónomos que desarrollaban programas de observación y valoraban la observación sistemática. Entre ellos destaca Aristarco de Samos (III a.C.) que ideó métodos para calcular la relación entre los diámetros de la Tierra y la Luna, la distancia Tierra-Luna en función del diámetro de la Tierra y la distancia entre la Tierra y el Sol en relación con a la distancia Tierra – Luna. Los resultados no son muy exactos debido a la imprecisión de los aparatos pero los métodos son correctos. Aristarco mantenía la idea de un Universo en el que el centro es el Sol y en torno a él giran la Tierra y los demás planetas. Es el precursor del modelo heliocéntrico , que no fue aceptada en su cultura. También indica que la Tierra gira sobre su eje, basándose en los estudios de Hericlades del Porto. Un discípulo suyo, Eratóstenes de Cirene , ideó un método para medir el diámetro de la tierra. Hiparco de Nicea (siglo II a.C.) considerado el mejor astrónomo de la antigüedad, estudió el movimiento del Sol y observó que no tiene siempre la misma velocidad. Propuso un modelo en el cual es Sol se mueve en un circulo que llamo epiciclo: el centro del epiciclo a su vez se mueve en torno a la tierra describiendo otro circulo llamado deferente. En el siglo II de nuestra era, Ptolomeo, siguiendo con los trabajos de Hiparco, sugirió un sistema geocéntrico según el cual la Tierra seguía estando inmóvil en el centro del universo y los astros, en orden de proximidad la Luna, Mercurio, Venus. El Sol, Marte, Júpiter, Saturno y las estrellas efectuaban dos tipos de movimientos: un movimiento orbital en el llamado epiciclo del planeta, y otro movimiento que llevaba a cabo el centro del epiciclo alrededor de la tierra y que se llamaba deferente. La esfera pequeña (epiciclo, que contiene al planeta) gira unida a una esfera mayor (deferente), también en rotación, produciéndose un movimiento retrógradoaparente sobre el fondo de las estrellas. Ajustando adecuadamente las velocidades del movimiento del planeta y de su epiciclo y de su centro en la deferente, se podía dar una explicación bastante precisa de todos los problemas, como elmovimiento retrogrado de los planetas, que tuvo una gran aceptación y se mantuvo en vigor durante muchos siglos. Mantenía el movimiento circular uniforme como movimiento natural de los cielos. El artificio de los epiciclos no satisfacía a los que abogaban por un modelo simplista como el aristotélico. TEORÍAS HELIOCÉNTRICAS La primera teoría heliocéntrica la formula Aristarco de Samos (siglo III a.C.) Sugiere que el esquema más simple del movimiento de los astros se obtiene si se sitúa el Sol en el centro del Universo. La Tierra tendría dos movimientos, rotación diaria y traslación anual. Esta teoría fue desechada frente a la aristotélica, porque la Tierra debía ser el centro del universo. Además se le hacía un reproche; si la teoría fuese acertada la Tierra estaría unas veces más cerca y otras más lejos de ciertas estrellas del fondo estelar, lo que haría que se vieran como si hubieran sufrido un desplazamiento sobre el fondo de las estrellas más lejanas. Nadie había observado este desplazamiento. A esto se le conoce como paralaje estelar. Galileo fue quién apuntó, en el siglo XVII, la clave de la dificultad para medir el paralaje: las estrellas estaban mucho más lejos de lo que se pensaban. En 1838, un astrónomo alemán, Bessel, midió el primer paralaje de una estrella. El resultado que obtuvo equivaldría al tamaño del ángulo de una peseta medido desde 5 km de distancia. Nicolás Copérnico (1473-1543) expone un sistema heliocéntrico que desecha la teoría Ptolomeica y retorna a la simplicidad de los movimientos planetarios. Sitúa al Sol en el centro del Sistema y todos los planetas, incluida la Tierra se moverían en circunferencias concéntricas. La Tierra tendría un doble movimiento de traslación y rotación. Esta concepción del Universo es contraria a la Biblia y a las teorías de Aristóteles, por lo que no fueron aceptadas por sus contemporáneos . De hecho, Copérnico nunca publicó su obra De revolutionibus orbius caelestium (Revoluciones de las esferas celestes) que se publicó póstumamente en 1443. Uno de los mayores aciertos de la teoría de Copérnico fue el establecimiento de los periodos orbitales de los planetas alrededor del Sol y las distancias relativas de los planetas al Sol. También ofrecía una sencilla explicación del movimiento retrógradode los planetas. Si observamos el dibujo, la retrogradación del planeta tiene lugar cuando la Tierra lo adelanta, debido a que su periodo de revolución alrededor del Sol es más corto. Numeramos varias posiciones de las órbitas de la Tierra y de Marte. Si proyectamos sobre el fondo de estrellas las posiciones homólogas de ambos planetas, observamos un bucle (movimiento retrógado) en Marte (explicado en la teoría heliocéntrica por los epiciclos), debido a que la Tierra se mueve más deprisa y adelanta su órbita. Justificó también correctamente la no observación del paralaje. Las estrellas estaban tan lejos que la diferencia era inapreciable. Galileo Galilei (1564-1642) apoyó y desarrolló la teoría heliocéntrica de Copérnico. En 1610 publica el Mensajero celestial donde dice: - Júpiter tiene cuatro planetas (Kepler los llamaría después satélites) girando en torno a él. Esto venía a decir que la Tierra no era el centro de rotación de todos los cuerpos celestes y rompía con el dogma de los siete cuerpos celestes, aparte de las estrellas fijas, que se suponía constituían el universo. - La superficie lunar no era lisa ni perfectamente esférica sino que tenía rugosidades, cadenas montañosas y valles . Esto supone atentar contra la idea de que salvo la Tierra los demás cuerpos celestes eran esféricos y uniformes. - Las estrellas fijas no parecían aumentar a través del telescopio. Esto implicaba que estaban increíblemente lejos, lo que permite explicar la ausencia de paralajes observadas. - La Vía Láctea estaba compuesta por una infinidad de estrellas indistinguibles a simple vista. En 1632 publica Diálogos sobre los dos grandes sistemas del mundo, obra en la que hace una defensa del sistema Copernicano (sigue creyendo que las orbitas son circulares) y expone el principio de la inercia y la idea de la caída libre de los cuerpos independientemente de la masa, en contra de Aristóteles. Sus ideas le acarrearon problemas con la inquisición y abjuró de ellas.

EL EFECTO DOPPLER EN LA LUZ El efecto doppler es una variación de la frecuencia de la luz (o de un sonido) cuando el emisor y el observador están movimiento relativo: si se alejan, disminuye la frecuencia (corrimiento hacia el rojo), y si se acercan aumenta la frecuencia (corrimiento hacia el azul). En el espectro de las galaxias, aparece un corrimiento hacia el rojo, lo que indica que las galaxias se están alejando unas de otras (siempre se alejan de nosotros, no importa en qué lugar del universo estemos). El cambio en frecuencia observado cuando la fuente se viene dado por la siguiente expresión: donde: fo = frecuencia observada, fs = frecuencia emitida, v = velocidad relativa, positiva cuando el emisor y el observador se alejan entre sí, c = velocidad de la luz. El efecto Doppler relativista no difiere del efecto Doppler normal a velocidades de desplazamiento muy inferiores a las de la luz. Pero a diferencia del efecto Doppler clásico, cuando el objeto se mueve con respecto del emisor en una dirección diferente a la de unión entre ambos se puede definir unefecto Doppler transverso y un efecto Doppler lateral. Este desplazamiento hacia el rojo nos da la velocidad radial con la que se mueve la fuente de luz:   v2real=v2radial+v2transversal La vtransversal es la que hace que una estrella cambien su posición con respecto a las demás estrellas (E-E´). Se calcula sabiendo el ángulo que se ha desplazado la estrella en el cielo (dado en minutos de arco), el cual se denomina movimiento propio del astro: vtransversal = mov. propio x distancia a la estrella Cuanto más alejada de nosotros está una galaxia, es mayor el corrimiento hacia el rojo se aleja más deprisa. Es la ley de Hubble: el alejamiento de las galaxias desde nuestra posición es proporcional a su distancia: v=H·d. La estrella más veloz es la estrella de Barnard, que se mueve 10,31"/año (la Luna llena tiene un de 0,5º (=1800"). LA EXPANSIÓN DEL UNIVERSO Las galaxias se están alejando unas de otras (siempre se alejan de nosotros, no importa en qué lugar del universo estemos) y tanto más deprisa cuanto más alejadas estén de nosotros. Cuando la velocidad de alejamiento se aproxime a c, la galaxia deja de ser visible: este límite es nuestro horizonte observable del universo. Este horizonte no es el "borde" del universo (el universo no tiene "borde").   Modelo del globo de la expansión del Universo Izda.: modelo del globo: universo finito sin centro ni borde. Puntos distribuidos uniformemente: si estamos, por ej., en A, todos los puntos se alejan de nosotros (C más deprisa que B porque está más lejos) (¿en qué estaba pensando Dios?. Dcha.: incorrecto: las galaxias explotando a partir de un centro, con un borde hacia el vacío preexiste. Los puntos no están distribuidos uniformemente. El alejamiento mutuo de las galaxias, y el hecho de que las galaxias están distribuidas por todo el espacio con una densidad uniforme implica que el universo está en expansión de una manerauniforme, sin centro ni bordes: no es una "bola" de galaxias explotando hacia fuera desde un centro común, mientras las regiones exteriores se alejan hacia el espacio vacío de más allá. Lo que se expansiona es la estructura del espacio-tiempo, el cual puede considerarse "elástico", según el "modelo del globo" (en este modelo, el universo no tiene centro ni borde, pero sí una extensión finita).

ORIGEN DEL UNIVERSO: TEORÍA DEL BIG-BANG Lemaître (1930) (sacerdote cosmólogo) planteó ir hacia atrás en el tiempo y en la expansión. Si las galaxias se alejan unas de otras, debieron estar más juntas en el pasado y, por lo tanto, al ser más intensa la gravedad (porque disminuye la distancia), la velociadad de alejamiento en el pasado debió ser más intensa que ahora. Todo el Universo estaba concentrado en una esfera 3 veces la masa del Sol ( "átomo primitivo"). La esfera estalló generando la expansión del Universo y la creación de la materia que existe hoy. Por lo tanto, el universo ha debido de tener un origen, cuya "edad" puede deducirse de su ritmo de expansión actual y su extrapolación hacia el pasado. Pero la constante de Hubble (H) de la recesión de las galaxias daba una edad (desde la explosión) de 1.800 m.a., en contradicción con la edad dada por la Geología de más de 4.000 m.a. Más adelante (1940), Baade descubrió en Andrómeda dos familias de estrellas: las de Población I y las de Población II, cada una con su propia clase decefeidas con distintas relaciones Periodo/Luminosidad; entonces el tamaño del Universo se dobló, así como su edad. Posteriores mediciones de la constante de Hubble (H = 50-75 km/s/Mpc) dieron una antigüedad del Universo entre 13.000-20.000 m.a. Esta "creación" de universo no consiste en la súbita aparición de la materia y energía en un vacío preexistente, sino también la creación del espacio y el tiempo; se creó no sólo el contenido material del universo, sino también el espacio-tiempo. El tiempo y el espacio, o sea, la existencia misma, nacieron al originarse nuestro universo. Tenemos que ver la expansión del universo como un cambio de escala o una dilatación continua de todas las distancias. El espacio no se está desparramando en ningún "superespacio" de más dimensiones, sino que está simplemente cambiando su patrón de longitud. Las galaxias (la materia) no participan en este alargamiento cosmológico por lo que podemos apreciar las distancias en expansión por comparación con ellas. El alargamiento del espacio, sin embargo, alarga las ondas de luz que lo atraviesan, provocando el incremento de su longitud de onda, con el consiguiente corrimiento hacia el rojo (el cual debería interpretarse más bien como un efecto de escala que como algo causado por el movimiento de la fuente de luz). En resumen: las galaxias no están alejándose desde un centro común;están en reposo en un espacio en expansión. MODELOS DEL UNIVERSO Los diferentes modelos del Universo (Friedman, 1922) dependían de que la densidad fuese mayor, menor o igual a cierta masa crítica, lo que nos da tres tivpos curvaturas: - Positiva (universo cerrado): la expansión se frenará y habrá un encogimiento, dando un universo pulsante. - Negativa (universo abierto): la expansión será continua. - Plana (universo plano): la expansión será cada vez más lenta, aunque eterna. En un Universo abierto los ángulos de un triángulo sumaría < 180º, y en uno cerrado > 180º; el universo frontera es el "plano" = Euclidiano, donde los ángulos del triángulo suman 180º. Ununiverso cerrado conlleva a un modelo de universo oscilante o pulsante. Sólo el cálculo de la d del Universo permitiría elegir entre las distintos "universos". Todos los modelos comienzan con un estado superdenso y extremadam. caliente (el "átomo primitivo" de Lamaître), y tienen que explicar el 75 % de H y 24 % de He existente hoy en el universo.  Modelo de Gamow (modelo α, β, γ, por Alpher, Bethe, Gamow) (parte de un Universo de Friedman) Al principio había una sopa de neutrones extremadamente densa y caliente. Atrapado en el interior del núcleo, el neutrón es estable, pero fuera de él, se desintegra generando un p+ y un e-. Así, al destruirse, los neutrones generaban el H (p+ + e-). Los p+ generaban también deuterio, éste tritio (H-3) o He-3, y éste He-4 (así se formó el He). Pero la densa nube de neutrones en expansión debería dar un universo básicamente formado por He, con remanentes de H. Como esto no es lo que vemos, debía haber algo que, en los primeros instantes, cuando mayor era la densidad, impedía que el H se convirtiese en He. Ese algo eran los fotones, las partículas de toda radiación electromagnética. Durante los primeros instantes, los p+ y neutrones eran bombardeados por fotones muy energéticos, que les impedía unirse. Cuando la cantidad de fotones bajó hasta el punto de permitir la creación del deuterio, la menor densidad del universo provocó que sólo una parte del H se convirtiese en He. Gamow ya no supo explicar cómo surgieron los demás elementos (su modelo sólo explicaba el 75 % de H y el 24 % de He) (sólo podía explicar el 99 % del Universo, como decía él mismo, que era un bromista). Como los fotones son una forma de energía, su densidad puede ser interpretada como temperatura: elUniverso de Gamow surgía de un infierno de radiación, en el que la importancia de la materia era secundaria. La expansión hacía que el Universo se enfriase rápidamente, a media que la densidad de fotones se reducía, hasta que llegaba un momento en que la materia se convertiría en el elemento dominante. Los fotones que llenaban el Universo, sin embargo, debían seguir ahí. Su densidad, y, por lo tanto, su temperatura, serán muy bajas. Los cálculos daban unos 5 ºK. De momento, a nadie se le ocurrió buscar esta radiación de fondo.  Modelo del Universo Estacionario en expansión (Hoyle y otros) Partían de un espacio-tiempo hiperdenso y muy caliente, al que llamaron en burla el "Big Bang". A medida que el Cosmos se expandía, surgían nuevos átomos de H que rellenaban el hueco (cada 65 m.a. se crearía un átomo de H en un volumen parecido a nuestra habitación), de manera que la densidad permanecía constante. Se violaba así el principio de la conservación de la materia y energía. Mientras Gamow intentaba crear elementos más pesados que el He durante los primeros instantes de la Gran Explosión (idea incorrecta), Hoyle estudiaba el tema en el interior de las estrellas (lo que fue correcto). Faltaba alguna prueba que decantara por el modelo Estacionario o Big Bang. PRUEBAS DEL BIG BANG  El He primordial  La luz de los objetos lejanos Mientras más lejos esté el objeto cuya luz vemos, más atrás retrocedemos en el tiempo. Pero hay un límite: la luz que fue emitida unos 100.000 años después de la creación se ha desplazado tanto hacia el rojo que, en la actualidad, se ha convertido en radiación infrarroja. Es imposible detectar directamente radiación electromagnética de épocas anteriores a los 100.000 años, debido a que la densidad era tan elevada que la materia estaba constituida por un fluido muy caliente (plasma).  La radiación del fondo Los electrónicos americanos Penzias y Wilson (1966) estaban investigando las diversas fuentes de interferencias de radio, en longitud de onda muy cortas, para poder eliminar estas perturbaciones en las comunicaciones vía satélite, cuando encontraron que había una fuente de interferencias de microondas de origen desconocido, una radiación de fondo de igual intensidad fuera cual fuese la dirección tomada por la antena. La radiación de fondo son ondas de radio isotrópicas (cuya intensidad es la misma en cualquier dirección del espacio), y que se puede atribuir a la emisión de ningún astro. Es la radiación residual de la existente después del instante primero del Big Bag, remanente de una era en la que el espacio lleno de una radiación fotónica a una elevadísima temperatura, la cual habría disminuido con la expansión hasta llegar a los 2,735 ± 0,06 ºK actuales. Esta radiación es la que emitiría un cuerpo negro. Las fuentes de rayos X se muestran como puntos coloreados en esta imagen del cielo generada por ordenador a partir de datos enviados a la Tierra por el satélite internacional ROSAT. Aquí aparecen alrededor de 50.000 objetos. Aunque muchos son densos y forman parte de nuestra galaxia, como los restos de supernovas, los más débiles son casi todos quásares situados a una distancia de miles de millones de años luz de la Galaxia. Estas pruebas consolidaron el modelo estándar de la Gran Explosión, que explicaba la situación actual del Universo a partir de las cond. reinantes cuando tenía 1/1000 s de edad. PROBLEMAS DEL MODELO ESTANDAR DEL BIG BANG (i) ¿Por qué existen galaxias y estrellas? La teoría estándar de la Gran Explosión indica que cuando surge la materia, esta se distribuye uniformemeente por todo el espacio. Pero para que surjan las galaxias y las estrellas hacen faltairregularidades en la nube de gas y polvo primordial con el subsiguiente proceso de acreción gravitatoria por el efecto "bola de nieve". ¿Cómo se formaron esas inhomogeniedades? (ii) ¿Por qué la radiación del fondo de microondas es tan igual? Hay en el Universo zonas tan separadas (por ej., las diametralmente opuestas) que la luz de una no ha tenido tiempo de llegar a la otra, es decir, que nunca han estado en contacto (ni siquiera en los primeros instantes del Cosmos). Por lo tanto, no se han podido "decir" la temperatura a la que deben estar. Sin embargo, la desigualdad de temperatura no supera el 0,01 %. (iii) ¿Por qué el Universo es tan plano? Nuestro Universo está muy cerca del más improbable de los estados, el universo plano, aquel en el que existe exactam. la cantidad de mat. nec. para detener la expansión . (iV) ¿Por qué hay tan poca antimateria en nuestro entorno? El nº de partículas en el Universo debería ser cero. La Gran Explosión no explica el predominio de lamateria en nuestro Universo (ya que las observaciones hacen muy improbable la existencia deantimateria en otra parte del Cosmos). Para solucionar estos problemas hay que investigar el primer milisegundo del Universo, donde se desarrollaron diversas "eras". En este momento no hay partículas.

MODELO DE LOS PRIMEROS INSTANTES DEL BIG-BANG Hace unos 12-18 mil m.a. toda la materia-energía del universo debía estar concentrada en un espacio infinitamente pequeño, de densidad y temperatura infinitas (huevo cósmico), inestable por las grandes P y T, que estalló y se expandió. A consecuencia de la explosión, se originaron el espacio-tiempo y lamateria. Es el propio espacio el que se dilata, creando un universo en expansión. Se ignora totalmente lo que había antes del Big-Bang; si había algo, no ha quedado ni rastro. Según vamos retrocediendo hacia el momento de la creación, el ritmo de los acontecimientos se van incrementando. Cerca del instante inicial, los cambios se sucedieron con una rapidez ilimitada. Por ej., cada vez que reducimos a la mitad el intervalo de tiempo que nos separa del momento inicial, la densidad de materia se cuadruplica. Como no hay límite para las subdivisiones del tiemo, algunas magnitudes pueden crecer ilimitadamente. Por ello, las distintas eras abarcan intervalos de tiempo cada vez más pequeños. La era del plasma es inmensamente más larga que la era leptónica, pero son comparables en términos de actividad, ya que todo sucedía más deprisa en la era leptónica. Cuanto más temprano, más energéticos son los procesos y más dudoso es nuestro conocimiento. ANEXO preliminar: Las partículas elementales. Teoría de la Gran Unificación. (i) Era cuántica (antes de 10-43 s) El tiempo y el espacio dejan de tener el significado asociado normalmente a ellos. Cada cm3 de espacio contenía una masa de 1090 kg. Al final de la era, todo el universo observable estaba comprimido en un volumen menor que un núcleo atómico. Uno de los efectos cuánticos es que la energía puede aparecer y desaparecer durante momentos infinitesimales de tiempo, debido al principio de incertidumbre de Heisenberg (sea cual sea la cantidad de información disponible sobre un sistema, sólo puede deducirse su comportamiento futuro como una probabilidad). El mundo está sujeto a fluctuaciones estadísticas. Estas fluctuaciones cuánticas no se notan general en el mundo ordinario, por que operan a escala microscópica; pero sí hay que tenerlas en cuenta al estudiar los átomos. Este principio afirma que, para un tiempo suficientemente corto, la energía de un sistema es impredecible. Una consecuencia es que, para intervalos de energía muy cortos, una partícula subatómica puede literalmente desaparecer del universo, para reaparecer un momento después. E inversamente, partículas de cualquier tipo pueden aparecer brevemente y volver a desaparecer de nuevo. Estas partículas fantasma pueden convertirse en partículas reales si se les da energía suficiente. De hecho esto es lo que sucede: los efectos de marea de las ondas del espacio suministran la energía para crear materia a partir del espacio vacío. La energía cuántica aparecía y desaparecía en un intervalo de tiempo tan pequeño, que era comparable en intensidad a la energía de la materia aplastada. Cuando sucedió esto, el espacio y eltiempo debieron estar separados. Antes de este momento, " espacio" y "tiempo" no tienen significado concreto. Se ignora lo que pudo pasar más allá de la era cuántica, pero probablemente no podrá ser definido con los conceptos de espacio y tiempo, sino con los de alguna estructura más elemental a partir de la cual se construyó el espacio y el tiempo. (ii) Era de la tormenta del espacio o del caos      (antes de la 1ª cuatrillonésima de sg = 10-24 s) La masa de todo el contenido del universo observable en la actualidad ocupaba el volumen de un cubo. Toda la materia de nuestra galaxia estaba comprimida en poco más de 0,1 mm. El espacio tenía movimientos turbulentos que producían grandes distorsiones geométricas (caos primordial). Los movimientos del espacio habrían creado maeria directamente del espacio "vacío". El efecto de esta génesis fue el de suavizar el movimiento caótico, dejando sólo el movimiento regular y uniforme de expansión que se observa hoy en día (si no hubo tal "caos", la expansión pudo ser uniforme desde el principio). En la era del caos, el "horizonte observable" del universo era del tamaño de un núcleo atómico. (iii) Era de los quarks Los quarks deben haber llenado todo el espacio unos instantes antes de 10-9 s después del principio. La luz sólo pudo haber viajado 30 cm. La densidad era tan grande, que una masa del tamaño de la Tierra ocuparía el voliumen de un cubo. Como el espacio es "elástico", puede vibrar si se le agita violentamente. Los quarks, moviéndose caóticamente a una velocidad cercana a c, y chocando entre ellos, se transmitían tan enorme cantidad de energía, que provocaron "arrugas" en el espacio, asociadas a gravitones. Éstos son (si existen) los análogos gravitatorios de los fotones: pulsos de energía gravitatoria. Estas vibraciones del espacio aún no se han detectado, pero la energía que transportan podría ser tan grande como laradiación de fondo. (iV) Era hadrónica (V) Era leptónica Antes de 0,0001 s, la T≈1 billón de ºK. En estas condiciones, el calor, una forma de energía, se puede transformar en materia (con la consiguiente creación igual de antimateria). La energía era suficiente para crear e-, e+ (positrones) y muones, que junto con los p (protones) y n (neutrones), se mantenían en equilibrio a través de una compleja red de interacciones en las que intervenían principalmente las emisiones y absorciones continuas de neutrinos. Cuando la T bajó a unos 10.000 millones de ºK, toda la antimateria se aniquiló con la mayor parte de la materia, dejando sólo una pequeña cantidad residual de materia que vemos hoy en día. Esta aniquilación produjo una cantidad muy grande de fotones, de forma que hoy día el universo contiene mil millones de veces más de fotones que todas las partículas de materia juntas; esos fotonesson los restos de toda la antimateria primordial. Al bajar la T, los muones, y más tarde, los positrones, desaparecieron, dejando a los neutrinos "sin nigún sitio a donde ir". La mayoría de los neutrinos se quedó entonces viajando en línea recta, atravesando la materia, convertida en transparente, y llegándonos ahora a nosotros directamente de la 1ª diezmilésima de segundo después de la creación. Al principio de la era leptónica, el "horizonte observable" de l universo era del orden de 1 km. (Vi) Era del plasma A los 5 minutos, la energía se habría fragmentado espontáneam. en partículas elementales (n, p, e-,...) y combinaciones p-n, originándose un gas nuclear muy caliente (1000 millones de ºK). Este gas caliente se expande rápidamente ("big bang"). Al expandirse, las partículas elementales se fueron enfriando por debajo de los 1000 millones de ºK (T a los 15 mi = 500 millones de ºK; T a los 500.000 años = 5000 ºK), por lo que se pudieron agregar para formar los núcleos de los átomosde los elementos ligeros (n+p -> He, y los restantes p -> H). La T y la densidad disminuyeron tan rápidamente, que no hubo tiempo apenas para la formación de algunos núcleos más pesados; la nucleosíntesis de elemementos pesados siguió otros procesos. El He primordial es un vestigio fósil del horno nuclear primordial. (Vii) Era actual - Después de formarse los átomos de diversos elementos químicos ligeros, el universo sigue su expansión, continuando la transformación de materia en energía. La T disminuye progresivamente: a los 10 m.a., la T=300 ºK, y los vapores de los elementos de punto de fusión elevado (Fe, Si) se condensan y cristalizan, dando polvo cósmico, que se mezcla con la nube gaseosa en expansión de H y He. - A medida que la masa homogénea de gas y polvo cósmico se expande y se enfría. A los 250 m.a. (T=170 ºK , la temperatura actual) aparecen en su interior fuerzas de atracción que "rompen" dicha masa homogénea en un gran nº de fragmentos gigantes: son las protogalaxias. Ahora hay más materia que energía. - Las masas de gas y polvo cósmico de las protogalaxias giran sobre sí mismas y, debido a las turbulencias internas, se fragmentan en miles de millones de protoestrellas. Éstas se contraen y engendran reacciones termonucleares internas que dan radiaciones de luz, calor,...). Se forman así, después de más de 7000 m.a., las galaxias, con sus sistemas estelares.

LA MATERIA OSCURA Es una masa invisible que no emite ni refleja ninguna radiación. Su presencia sólo se conoce por elefecto gravitatorio que ejerce. Uno de los problemas actuales que plantea el estudio del Universo es la posible existencia de la llamada masa oscura o escondida: su localización, cantidad y composición. No hay razón para pensar que toda la materia que llena el Universo se manifiesta emitiendo fotones (espectro visible, infrarrojo, radio, ultravioleta, radiaciones X y gamma) que podemos detectar. Esto sucede en el caso de la materia condensada en estrellas luminosas y con el gas interestelar e intergaláctico, compuesto básicamentte por H (detectable por emisiones de radio o absorción y enrojecimiento de la luz que lo atraviesa) y He (detectable por la emsión X). Pero parte de la materia presente en el Universo debe permanecer oculta a nuestra mirada. La existencia de esta masa oscura se deduce de que el universo visible, es decir, el directamente observable por la luz que emite, no basta para dar cuenta de los efectos dinámicos que se observan. Según la teoría de la estructura y evolución estelar, todos los astros de masa menor a unas 0,08 masas solares (estrellas marrones, planetas,...), no llegan nunca a brillar. Incluso los astros que en algún momento fueron rutilantes, terminan sus días en forma de ceniza o en forma de objetos extremadamente compactos y oscuros (estellas de neutrones inertes, agujeros negros,...). Por otro lado, siempre cabe la posibilidad de que parte de la materia tenga una naturaleza distinta de la habitual. El universo directamente perceptible puede apartarse sustancialmente del universo real, entendiendo por "universo real" aquel que abarca todo cuanto, de una forma un otra, interacciona con el resto. Desde el punto de vista de la Física, sólo existe aquello que es capaz de sufrir interacciones gravitatorias. Así pues, como toda materia interacciona gravitatoriamente, la influencia dinámica que ésta ejerce sobres su entorno, es decir, el efecto que produce sobre el movimiento de los objetos brillantes que le rodean, es un indicio de su presencia. Es a raíz de aplicar este método de detección de la masa real o dinámica presente en las distintas estructuras cósmicas, y de compararla con la que se deduce de sus componentes luminosas, como surge el problema de la masa oscura. Por ej., en lo que concierne a los diferentes tipos de galaxias espirales, la medida de sus curvas de rotación muestra que a gran distancia del centro galáctico, las velocidades de rotación siguen siendo elevadas y casi constantes, lo que está en completa contradicción con la distribución de la masa luminosa que se observa. Con objeto de conciliar la teoría y las observaciones, se supone que existe un halo esférico de gran tamaño en el que está sumergida la galaxia luminosa. La primera evidencia observacional de su existencia se remonta a 1933, cuando el astrónomo suizoFritz Zwicky realizó por 1ª vez el estudio dinámico del Cúmulo de galaxias Coma Berenices, la mayor estructura gravitatoria estable conocida, y halló que el movimiento de agitación de sus partículas, las galaxias, revelaba la presencia de una masa mucho mayor, en dos órdenes de magnitud, que la previsible a partir de la composición galáctica observada. Las galaxias contienen mucha más masa que la que aparentan a simple vista. Este déficit de masa luminosa o exceso de masa oscura ocurre en todas las galaxias. De hecho, el análisis dinámico de nuestra propia galaxia conduce a una masa mucho mayor de la que se deduce del entorno solar, y el valor obtenido es comparable con el que se obtiene para otras galaxias mediante análisis dinámicos parecidos. Pero tampoco podemos asegurar que toda la masa oscura se encuentre únicamente en el interior de las galaxias. Más bien parece que, cuanto mayor es el sistema considerado (cúmulo galáctico, por ej.), mayor es la fracción de masa oscura que contiene. La materia oscura puede clasificarse en dos categorías: (i) Materia ordinaria bariónica, compuesta fundamentalmente por neutrones y protones. Los modelos cosmológicos prevén una densidad de materia bariónica más elevada que la observada en forma de estrellas y gas; por tanto, una parte importante de los bariones podría ser no luminosa. (ii) Materia no bariónica compuesta por partículas a identificar agrupadas bajo el término genérico de WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles). Supongamos que el halo de nuestra galaxia existe y que está constituido por materia ordinaria. Parece ser que los astros oscuros de una masa unas diez veces menor que la del Sol (enanas marrones) son candidatos a ser una parte de la masa oculta. Son objetos compactos, masivos y no luminosos. Sumasa ha de ser superior a unas 10-7 masas solares (sino se evaporarían) e inferior a 0,1 masas solares (sino se habrían iniciado las reacciones termonucleares). Para detectar las enanas marrones, se usa la idea de que actúan como microlentes: al ser objetos compactos y masivos, tienen que "curvar" la trayectoria de la luz procedente de una estrella más alejada, cuando los dos astros están alineados respecto al observador. En el caso de un alineamiento perfecto, el deflector (enana marrón) crea un anillo de Einstein. En todo caso, se debe detectar una amplificación de la luz de la estrella a la que se apunta. Fotografiando millones de estrellas de las las Nubes de Magallanes (a 170.000 a.l.), se han detectado varios posibles deflectores que produjeron el efecto de microlente durante periodos aproximados de un mes. Finalmente, queda por determinar la abundancia exacta de la masa oscura a muy gran escala y sucomposición, pues ello tiene implicaciones fundamentales en la evolución del Universo, según la Teoría del Big-Bang.

Cálculos probabilísticos sobre mundos habitados: ECUACIÓN DE DRAKE En la Vía Láctea existen 400.000 millones de estrellas, de las cuales un 10 % debe contar con un sistema planetario. Si cada uno de ellos alberga la razonable cantidad de 10 planetas, tenemos 400.000 millones de planetas en órbita. Suponiendo que sólo uno de cada 10 desarrollara vida, tendríamos 40.000 millones de mundos con vida. Supongamos que sólo en uno de cada 1000 planetas con vida aparece la inteligencia: habría 40 millones de civilizaciones en nuestra galaxia. Además, se calcula que sólo en nuestra Galaxia pueden existir unos 10.000 planetas con unas condiciones semejantes a las de la Tierra (y en el Universo existen miles de millones de galaxias). Por todo lo anterior, no se puede descartar la posibilidad de la existencia de vida en otros planetas. Estos cálculos pueden sistematizarse mediante la ecuación de Drake, la cual incluye temas que van desde la astronomía estelar y planetaria hasta la química orgánica, biología evolutiva, hª, política,...: N = N* · fp · ne · f1 · fi · fc · fL siendo: N Nº de civilizaciones técnicas avanzadas en la Galaxia (o sea, capaz de tener radioastronomía). N* Nº de estrellas que nacen en la Vía Láctea cada año ≈ una estrella/año, siendo el promedio entre 0,3 y 3. Nº de estrellas en la Vía Láctea = 4 x 1011. fp Se cree que al menos el 5% de las estrellas tienen planetas en su alrededor, así que este número seria sería de 0,05, pudiendo ser mucho mayor debido a que nuestras técnicas actuales no permiten detectar planetas del tamaño de la Tierra. Fracción de estrellas que tienen sistemas planetarios = 1/3 N* = 1,3 x 1011. Si cada estrella tuviera 10 planetas, como el nuestro, el nº de mundos en la Galaxia sería de más de un billón. ne Nº promedio de de planetas susceptibles de tener vida. Se considera que cada sistema planetario puede tener al menos un planeta en donde se pueda desarrollar y sostener vida, es decir en donde el agua pueda estar en estado líquido. Esto daría un numero entre 1 y 5 para este ítem en la ecuación. Entonces, el nº de planetas en la Galaxia adecuados para la vida es de N* · fp · ne = 3 x 1011. f1 Fracción de estos planetas con vida en desarrollo. Se presume que el valor de este punto es 1/3. Entonces, el nº total de planetas en la Galaxia en los cuales la vida ha hecho su aparición por lo menos una vez es:   N* · fp · ne · f1 = 1 x 1011. fi Fracción con desarrollo de vida inteligente. Muchos científicos creen que el la evolución de la vida en otro planeta de manera natural resultará en vida inteligente como ocurrió en la tierra. Este punto es muy controvertidol en la formula, muchos creen que su valor esta muy cercano a 0 y otros están convencidos que es 1. fc Fracción con desarrollo tecnológico que permita la comunicación.  Descubrirían pronto que la mejor manera de comunicación entre distancias astronómicas es la radio. Escojamos fi · fc = 1/100, es decir, que sólo un 1 % de los planetas en los cuales nace la vida llegan a producir una civilización técnica. Multiplicando todos estos factores, obtenemos: N* · fp · ne · f1 · fi · fc = 1 x 109, mil millones de planetas donde han aparecido por lo menos una vezcivilizaciones técnicas. fL Promedio de tiempo de existencia de una civilización tecnificada. Los optimistas piensan que una sociedad inteligente puede permanecer por millones de años. Los pesimistas dicen que así como la raza humana que descubrió la radiocomunicación hace pocos años, tienen a autodestruirse. Si el 1 % de las civilizaciones pueden sobrevivir a su adolescencia tecnológica, entonces fL = 1/100, y N =107, o sea, el nº de civilizaciones existentes en la Galaxia es de algunos millones. Si se considera la posibilidad de que las civilizaciones técnicas acaban autodestruyéndose, N quedaría reducido a un nº menor de 10. Todas las f son fracciones que tiene valores entre 0 y 1, e irán reduciendo el valor elevado de N*. De izda. a dcha. los valores van siendo cada vez más inciertos. Por ej., si N=  (1) (1) (1) (1) (1) (1) (10.000), y si consideramos que si el tiempo fL de existencia de una vida inteligente con capacidad de comunicación es de 10.000 años, entonces existirían 10.000 civilizaciones en nuestra galaxia, esto es, habría una por cada 20 millones de estrellas, y si estas civilizaciones se distribuyeran aleatoriamente por la galaxia, la mas próxima a nosotros estaría a 1.000 a.l. Si consideramos que nuestras primeras emisiones de radio datan de aproximadamente 50 años estaríamos todavía a muchos años de ser escuchados (y encontrados por alguien en el universo). PROYECTO SETI (1992) El proyecto SETI explora emisiones de radiofrecuencias. Se basa en que las culturas inteligentes deben disponer de las mismas leyes físicas que nosotros. Cualquier tecnología capaz de detectar radiaciones de cualquier long. de onda tendría que descubrir con bastante rapidez la parte de radio del espectro. Hemos definido una civilización avanzada como una civilización capaz de tener radioastronomía. Así, una de cada 10 podría descubrir la radio. Si cada planeta dura la media razonable de 10.000 m.a., y es comunicativo por radio durante una milésima parte de ese tiempo (o sea, 10 m.a.), resulta que 4.000 mundos inteligentes están empleando las ondas hertzianas. Potentes ordenadores analizan todas las señales de radio detectadas y eliminan el sonido radiofónico del planeta. En la Tierra hay un vasto tráfico de comunicaciones por radio, TV y radar. En algunas frec. de radio, la Tierra se ha convertido con mucho en el objeto más brillante, la fuente de radio más potente del sist. solar, más brillante que Júpiter y que el Sol. Una civilización extraterrestre que siguiera la emisión de radio de la Tierra y recibiera estas señales, no podría dejar de pensar que algo interesante está ocurriendo aquí en los últimos tiempos. Una esfera, con centro en la Tierra, de 200 a.l. de radio contiene 200.000 soles, y quizás otros tantos mundos de posible colonización. Si las civilizaciones no se han puesto en contacto con nosotros, es porque hemos pasado desapercibidos, ya que hemos enviando radioondas desde hace pocas décadas. Se supone que algunas sí podría llegar hasta nosotros. También es imaginable que dos civilizaciones en expansión de exigencias planetarias diferentes se ignoren mutuam., y que sus formas afiligranadas de expansión se entrelacen sin entrar en conflicto. En la práctica, la única vida extraterrestre encontrada es sólo la comprobación de la existencia demoléculas orgánicas en el medio interestelar, sobre todo en el Sistema Solar:    - CO    - CH3OH (alcohol metílico)    - HCOOH (ác. fórmico)    - HCHO (formaldehído)    - HCN (ác. cianhídrico),... El problema es conocer cómo se ha realizado la síntesis natural de estas moléculas orgánicas a partir del medio inorgánico. "Es posible que el Cosmos esté poblado de seres inteligentes, pero humanos sólo los hay en este pequeño planeta. En la perspectiva cósmica, cada uno de nosotros es precioso. Si alguien está en desacuerdo contigo, déjalo vivir; no encontrarás a nadie parecido en cien mil millones de galaxias. La historia humana puede entenderse como un lento despertar a la consciencia de que somos miembros de un grupo más amplio, de que somos ciudadanos del Cosmos.  Nuestra alternativa es claramente el universo o nada. Es casi imposible mantener una sociedad estática: o progresamos o, si nos estancamos, caemos en la decadencia. Nosotros somos la encarnación local del Cosmos que ha crecido hasta tener consciencia de sí. Somos sustancia estelar que medita sobre las propias estrellas." (Estractado de Cosmos, de CARL SAGAN).

El margen de temperatura en Marte no es demasiado amplio para soportar la vida, pero tampoco es demasiado fría. En el ecuador, a mediodía, puede haber 10 ºC, pero esto es excepcional, y en algunos lugares nunca se alanzan los 0 ºC en un mediodía de verano. Algunos organismos microscópicos podrían, sin embargo, sobrevivir en estas condiciones. La atmósfera es muy tenue (su presión es una centésima de la de la nuestra), y está constituida principalmente de CO2, aunque contiene un poco de O2, algo de N y algo de H2Ov. Esto podría mantener vida. También hay agua helada, sobre todo en los polos. Pero en Marte, cuyas cond. parecían más favorables (las menos inhóspitas de todo el SS), parece poco probable la existencia de vida según las informaciones de las sondas Viking (1976). Las esperanzas de encontrar vida, de momento, desaparecieron en 1976 cuando los experimentos automáticos mostraron una gran act. química (el suelo es muy oxidante), pero ninguna act. biológica. Las dos tomas de contacto de los Viking se produjeron en el hemisferio N de Marte en el verano marciano. Marte tiene una sucesión de estaciones semejante a la de la Tierra, si bien cada estación dura casi el doble. El año marciano tiene 687 días marcianos; cada día marciano, llamado "un sol" por el grupo Viking para distinguirlo del día terrestre, tiene 24 h 34´). La atmósfera marciana en la vecindad del suelo estaba constituida por un 95 % de CO2, 2,5 % de N y 1,5 % de Ar, con trazas de O2, CO, Ne, Kr y Xe. La vida se basa en la química de los elems.: C, H, O, N. Pero en la atmósfera marciana falta un compuesto crítico: el H2Ov; sólo hay trazas muy localizadas. Marte es un lugar muy seco. Tiene hielo en sus polos, pero no tiene agua líquida; no pueden formarse gotas de lluvia ni fundirse el hielo. Ningún organismo terrestre podría vivir en Marte; si existe vida en Marte debe operar de acuerdo con un principio diferente por lo que se refiere al agua. Si existió agua líquida en Marte, ¿podría haber surgido la vida en el planeta? Si la vida evolucionó para adaptarse a las condiciones cambiantes, ¿podría existir todavía? Se buscó materia orgánica en el suelo marciano. Las muestras calentadas de suelo sólo desprendieron CO2 y una pequeña cantidad de H2Ov; además se detectaron trazas de disolventes de limpieza... Se había supuesto que la caída de meteoritos en la superficie marciana habría aportado suficiente materia orgánica al planeta como para que se la hubiese detectado. Sin embargo, la ausencia de materia orgánica al nivel de partes por mil millones, sugiere que en Marte los compuestos orgánicos son activamente destruidos, probablemente por la fuerte radiación ultravioleta del Sol. En la Tierra, los microorganiosmos (bacterias, levaduras y mohos) son los que pueden vivir bajo las condiciones más duras. Si buscamos en Marte organismos vivientes, la probabilidad de detectarlos sería máxima dirigiendo la búsqueda a microorganismos en el suelo marciano. Cada Viking llevaba tres instrumentos ideados para detectar las actividades metabólicas de microorganismos en el suelo. Se han detectado alteraciones químicas en el suelo, pero no se sabe interpretar aún si se deben a respuestas biológicas... Si no hay vida en Marte, un planeta bastante similar a la Tierra, debemos entender el por qué.

Consecuencias geofísicas del planeta sobre la evolución biológica La estructura ósea de un animal, su regulación térmica y su fisiología están supeditadas a las condiciones ambientales, climatológicas y ecológicas del entorno que les ofrece el planeta: - Una gravedad menor que la terrestre permitiría el desarrollo de especies de mucha mayor altura, capacitadas pra realizar grandes saltos. En consecuencia, los depredadores estarían dotados de potentes musculaturas que les permitirían lanzarse desde muchos metros de distancia sobre sus presas. Los animales más débiles tendrían que desarrollar con mayor capacidad sus sentidos del oído y del olfato, con el fin de captar a sus posibles depredadores a mayor distancia. - En un planeta con mayor gravedad que la terrestre, las especies estarían confinadas a arrastrarse por el suelo, con movs. lentos, sin la posibilidad de elevar su cuerpo sin un gran desgaste de energía. Desarrollarían, tal vez, miembros tentaculares capaces de recorrer reptando largas distancias en busca de una posible víctima. Para estos seres, los desarrollos miméticos formarían parte de su estrategia depredadora. TERRAFORMACIÓN DE VENUS En Venus, que tiene una masa, y por lo tanto, una gravedad muy parecida a la terrestre, se trataría de "sembrar" la nubes de vegetales microscópicos que combinasen agua y dióxido de C en su f. clorofílica, produciendo materia orgánica y oxígeno. Pero hay menos del 1 % de vapor de agua en la atm. de Venus.  LA VIDA EN EL SISTEMA DE JÚPITER Existe alguna posibilidad, aunque remota, de que organismos primitivos puedan vivir en la atm. joviana: a unos 100 km de profundidad en las nubes, las P y T pueden ser representativas de las condiciones en que se originó la vida en la Tierra. Además, en los ensayos de síntesis de moléculas orgánicas se produce un caldo rojizo, del mismo color que los cinturones de Júpiter. En los satélites de los planetas gigantes se podrían fundir sus cortezas de hielo para terraformalos, pero la lejanía del Sol obligaría a una vida confinada en bases herméticas, calentadas artificialmente. Europa, satélite de Júpiter, está cubierto por una capa de 5-10 km de hielo, y presenta condiciones aparentemente similares a las de la Antártida. El bioquímico español JOAN ORO (NASA) sostiene que bajo la capa de hielo de Europa existe un gran océano en el que, al igual que en la Antártida, podría haber vida microbiana. La interacción del satélite con Júpiter sería, según ORO, la causante de las grandes grietas que aparecen en la faz de Europa y de las mareas del océano subterráneo, cuya existencia implicaría una fricción interna, que haría posible la existencia de fuentes termales en el fondo del océano. Si a partir de estas fuentes termales se produce, por ej., ácido sulfhídrico, por un lado, y gas sulfuroso, por otro, la reacción de una sustancia reductora y una oxidante da lugar a la energía, que es ámbito de desarrollo de los organismos del fondo del mar. LA VIDA EN EL SISTEMA DE SATURNO La coloración rojiza de Titán (satélite de Saturno y el mayor del SS) parece ser que se debe a moléculas orgánicas complejas, como C2H6 (metano), C3H8 (propano), C2H2 (acetileno) y HCN (ácido cianhídrico), compuesto del que se pueden obtener con relativa facilidad dos de las bases nitrogenadas que forman parte del ADN, la adenina y la guanina. Antes del Voyager-1 sólo se conocía el metano, CH4. La luz ultravioleta del Sol convierte el CH4 en moléculas de hidrocarbonos más complejas y en H. Los hidrocarbonos tendrían que quedarse en Titán, cubriendo la superficie con un lodoorgánico alquitranado y marronoso, algo parecido al que se obtiene con los experimentos sobre el origen de la vida en la Tierra. La luz solar en Titán es un 1% de la de la Tierra, y su temperatura debería estar muy por debajo del punto de congelación del agua, aunque tuviera un efecto invernadero importante (se supone que -180 ºC). Esto hace que toda reacción química discurra con mucha lentitud. Pero la abundancia de materia orgánica, luz solar y quizás puntos calientes volcánicos, hace que no pueda eliminarse la posibilidad de que haya vida en Titán. En todo, no se descarta la posibilidad de que en Titán exista una especie de estado prebiótico similar al que dominó la Tierra primitiva, pero metido en un "congelador".