Pero hablemos de las tres posibles maneras en que puede estar conformado nuestro universo, depender\u00e1 finalmente, de la densidad critica.<\/p>\n
La densidad cr\u00edtica<\/a><\/em> est\u00e1 referida a la densidad media de materia requerida para que la gravedad detenga la expansi\u00f3n de nuestro universo. As\u00ed que si la densidad es baja se expandir\u00e1 para siempre, mientras que una densidad muy alta colapsar\u00e1 finalmente. Si tiene exactamente la densidad cr\u00edtica<\/a> ideal, de alrededor de 10-29<\/sup> g\/cm3<\/sup>, es descrito por el modelo al que antes nos referimos conocido como de Einstein<\/a>-de Sitter, que se encuentra en la l\u00ednea divisoria de estos dos extremos. La densidad media de materia que puede ser observada directamente en nuestro universo representa s\u00f3lo el 20% del valor cr\u00edtico. Puede haber, sin embargo, una gran cantidad de materia oscura<\/a> que elevar\u00eda la densidad hasta el valor cr\u00edtico. Las teor\u00edas de universo inflacionario predicen que la densidad presente deber\u00eda ser muy aproximada a la densidad cr\u00edtica<\/a>; estas teor\u00edas requieren la existencia de materia oscura<\/a>.<\/p>\n <\/p>\n Conforme a lo antes dicho, la densidad media de materia est\u00e1 referida al hecho de distribuir de manera uniforme toda la materia contenida en las galaxias a lo largo de todo el universo. Aunque las estrellas y los planetas son m\u00e1s densos que el agua (alrededor de 1 g\/cm3<\/sup>), la densidad media cosmol\u00f3gica es extremadamente baja, como se dijo antes, unos 10-29<\/sup> g\/cm3<\/sup>, o 10-5<\/sup> \u00e1tomos\/cm3<\/sup>, ya que el universo est\u00e1 formado casi exclusivamente de espacios vac\u00edos, virtualmente vac\u00edos, entre las galaxias. La densidad media es la que determinar\u00e1 si el universo se expandir\u00e1 o no para siempre.<\/p>\n En presencia de grandes masas de materia, tales como planetas, estrellas y galaxias, est\u00e1 presente el fen\u00f3meno descrito por Einstein<\/a> en su teor\u00eda de la relatividad<\/a> general, la curvatura del espacio-tiempo, eso que conocemos como gravedad, una fuerza de atracci\u00f3n que act\u00faa entre todos los cuerpos y cuya intensidad depende de las masas y de las distancias que los separan; la fuerza gravitacional<\/a> disminuye con el cuadrado. La gravitaci\u00f3n es la m\u00e1s d\u00e9bil de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Isaac Newton<\/a> formul\u00f3 las leyes de la atracci\u00f3n gravitacional y mostr\u00f3 que un cuerpo se comporta gravitacionalmente como si toda su masa estuviera concentrada en su centro de gravedad. As\u00ed, pues, la fuerza gravitacional<\/a> act\u00faa a lo largo de la l\u00ednea que une los centros de gravedad de las dos masas (como la Tierra y la Luna, por ejemplo).<\/p>\n En la teor\u00eda de la relatividad<\/a> general, la gravitaci\u00f3n se interpreta como una distorsi\u00f3n del espacio que se forma alrededor de la masa que provoca dicha distorsi\u00f3n, cuya importancia ir\u00eda en funci\u00f3n de la importancia de la masa que distorsiona el espacio que, en el caso de estrellas con gran volumen y densidad, tendr\u00e1n una importancia considerable, igualmente, la fuerza de gravedad de planetas, sat\u00e9lites y grandes objetos cosmol\u00f3gicos, es importante.<\/p>\n Esta fuerza es la responsable de tener cohexionado a todo el universo, de hacer posible que existan las galaxias, los sistemas solares y que nosotros mismos tengamos bien asentados los pies a la superficie de nuestro planeta Tierra, cuya gravedad tira de nosotros para que as\u00ed sea.<\/p>\n No obstante, a escala at\u00f3mica la fuerza gravitacional<\/a> resulta ser unos 1040<\/sup> veces m\u00e1s d\u00e9bil que la fuerza de atracci\u00f3n electromagn\u00e9tica, muy potente en el \u00e1mbito de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica donde las masas de las part\u00edculas son tan enormemente peque\u00f1as que la gravedad es despreciable.<\/p>\n La gravitaci\u00f3n cu\u00e1ntica es la teor\u00eda en la que las interacciones gravitacionales entre los cuerpos son descritas por el intercambio de part\u00edculas elementales hipot\u00e9ticas denominadas gravitones<\/a>. El gravit\u00f3n<\/a> es el cuanto del campo gravitacional. Los gravitones<\/a> no han sido observados, aunque se presume que existen por analog\u00eda a los fotones<\/a> de luz.<\/p>\n La teor\u00eda cu\u00e1ntica es un ejemplo de talento que debemos al f\u00edsico alem\u00e1n Max Planck (1.858 – 1.947) que, en el a\u00f1o 1.900 para explicar la emisi\u00f3n de radiaci\u00f3n de cuerpo negro de cuerpos calientes, dijo que la energ\u00eda se emite en cuantos<\/em>, cada uno de los cuales tiene una energ\u00eda igual a hv<\/em>, donde h<\/em> es la constante de Planck<\/a> (E = hv o \u0127 = h\/2\u03c0) y v<\/em> es la frecuencia de la radiaci\u00f3n. Esta teor\u00eda condujo a la teor\u00eda moderna de la interacci\u00f3n entre materia y radiaci\u00f3n conocida como mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, que generaliza y reemplaza a la mec\u00e1nica cl\u00e1sica y a la teor\u00eda electromagn\u00e9tica de Maxwell.\u00a0 En la teor\u00eda cu\u00e1ntica no relativista se supone que las part\u00edculas no son creadas ni destruidas, que se mueven despacio con respecto a la velocidad de la luz y que tienen una masa que no cambia con la velocidad. Estas suposiciones se aplican a los fen\u00f3menos at\u00f3micos y moleculares y a algunos aspectos de la f\u00edsica nuclear. La teor\u00eda cu\u00e1ntica relativista se aplica a part\u00edculas que viajan cerca de la velocidad de la luz, como por ejemplo, el fot\u00f3n<\/a>.<\/p>\n Por haberlo mencionado antes me veo obligado a explicar brevemente el significado de “cuerpo negro”, que est\u00e1 referido a un cuerpo hipot\u00e9tico que absorbe toda la radiaci\u00f3n que incide sobre \u00e9l. Tiene, por tanto, una absortancia y una emisividad de 1. Mientras que un aut\u00e9ntico cuerpo negro es un concepto imaginario, un peque\u00f1o agujero en la pared de un recinto a temperatura uniforme es la mejor aproximaci\u00f3n que se puede tener de \u00e9l en la pr\u00e1ctica.<\/p>\n La radiaci\u00f3n de cuerpo negro es la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica emitida por un cuerpo negro. Se extiende sobre todo el rango de longitudes de onda y la distribuci\u00f3n de energ\u00eda sobre este rango tiene una forma caracter\u00edstica con un m\u00e1ximo en una cierta longitud de onda, desplaz\u00e1ndose a longitudes de onda m\u00e1s cortas al aumento de temperaturas (ley de desplazamiento de Wien).<\/p>\n No puedo continuar adelante sin explicar aqu\u00ed lo que son las part\u00edculas elementales como “constituyentes fundamentales” de toda la materia del universo.<\/p>\n Hasta el descubrimiento del electr\u00f3n<\/a> por J. J. Thomson en 1.897, se pensaba que los \u00e1tomos eran los constituyentes fundamentales de la materia, como hab\u00eda postulado 400 a\u00f1os a. de C. Dem\u00f3crito de Abdera. Pero el hallazgo de Thomson, junto al de Rutherford del n\u00facleo at\u00f3mico y del prot\u00f3n<\/a> en 1.911, hizo evidente que los \u00e1tomos no eran elementales, en el sentido de que tienen estructura interna. El descubrimiento de Chadwick del neutr\u00f3n<\/a> en 1.932 complet\u00f3 el modelo at\u00f3mico basado en el n\u00facleo at\u00f3mico consistente en protones<\/a> y neutrones<\/a> rodeados de un n\u00famero suficiente de electrones<\/a> como para equilibrar la carga nuclear. Sin embargo, no explicaba la gran estabilidad del n\u00facleo, que claramente no pod\u00eda mantenerse unido por una interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica, pues el neutr\u00f3n<\/a> no tiene carga el\u00e9ctrica.\u00a0 En 1.935, Yukawa sugiri\u00f3 que la fuerza de intercambio que lo manten\u00eda junto estaba mediada por part\u00edculas de vida corta, llamadas mesones<\/a>, que saltaban de un prot\u00f3n<\/a> a un neutr\u00f3n<\/a> y hacia atr\u00e1s de nuevo. Este concepto dio lugar al descubrimiento de las interacciones fuertes y de las interacciones d\u00e9biles, dando un total de cuatro interacciones fundamentales.<\/p>\n Tambi\u00e9n dio lugar al descubrimiento de unas 200 part\u00edculas “elementales” de vida corta, algunas de las cuales eran claramente m\u00e1s elementales que las otras. En la clasificaci\u00f3n actual existen dos clases principales de part\u00edculas: Hadrones y Leptones. Sin embargo, hay que tener en cuenta que los hadrones<\/a> estan conformados por Quarks.<\/p>\n Todos los quarks<\/a>, hadrones<\/a> y leptones<\/a> son Fermiones que estan afectados por el Principio de exclusion de Pauli, es decir, ni los quarks<\/a>, los protones<\/a>, neutrones<\/a> ni electrones<\/a> pueden ocupar el mismo lugar, al estar en posesion cada uno de ellos, del mismo numero cuantico y, por eso precisamente, se forman las estrellas enanas blancas y las estrellas de neutrones<\/a> que, en base a ese principio al sentirse presionados los electrones<\/a> (en las enanas blancas) se degeneran y la presion de la Gravedad cesa, y, de la misma manera, ocurre con los neutrones<\/a> en las estrellas del mismo nombre. Los Fermiones tienen que estar sepados, y, sin embargo, con los Bosones ocurre todo lo contrario pero, eso, sera el tema de un proximo trabajo.<\/p>\n emilio silvera<\/p>\n
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