{"id":18843,"date":"2017-08-21T05:22:52","date_gmt":"2017-08-21T04:22:52","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=18843"},"modified":"2017-08-21T05:22:52","modified_gmt":"2017-08-21T04:22:52","slug":"como-se-pudieron-formar-las-galaxias","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2017\/08\/21\/como-se-pudieron-formar-las-galaxias\/","title":{"rendered":"C\u00f3mo se pudieron formar las galaxias?"},"content":{"rendered":"
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\u00a0\u00ab\u00a0\u00a1El Universo y la Mente!<\/a><\/h2>\n<\/div>\n
\u00bfEl futuro? Siempre ser\u00e1 algo incierto para nosotros, pero\u2026<\/a>\u00a0\u00bb<\/div>\n

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\"File:Cartwheel.galaxy.arp.750pix.jpg\"<\/p>\n

Todav\u00eda, en pleno comienzo del siglo XXI, los cosm\u00f3logos no saben dar una explicaci\u00f3n convincente de c\u00f3mo se pudieron formar las galaxias. Lo cierto es que las galaxias no han tenido tiempo para formar c\u00famulos. Es posible que no consigamos llegar al entendimiento de c\u00f3mo se pudieron formar las galaxias porque lo estamos mirando desde una perspectiva, o, desde un punto de vista muy estrecho. Es posible que el problema resida en que deber\u00edamos mirar las cosas desde una escala mayor para as\u00ed, poder entender c\u00f3mo pudieron suceder las cosas, c\u00f3mo se formaron los grandes c\u00famulos de galaxias.<\/p>\n

La g\u00e9nesis de las galaxias individuales se podr\u00eda resolver por s\u00ed misma si pudi\u00e9ramos entender bien la formaci\u00f3n de los c\u00famulos. La idea nos conduce naturalmente a la cuesti\u00f3n de c\u00f3mo se pueden haber formado concentraciones tan grandes de masa al comienzo de la vida del universo. Una de las ideas m\u00e1s sencillas sobre c\u00f3mo puede haber sido el universo cuando los \u00e1tomos se estaban formando es que, no importa lo que estuviese pasando, la temperatura era la misma en todas partes. Este se llama \u201cModelo Isot\u00e9rmico\u201d. Corresponde a la suposici\u00f3n de que la radiaci\u00f3n en los comienzos del universo estaba diseminada iniformemente, estuviera o no agrupada la materia.<\/p>\n

\"Resultado<\/p>\n

La\u00a0formaci\u00f3n de galaxias<\/strong>\u00a0es una de las \u00e1reas de investigaci\u00f3n m\u00e1s activas de la astrof\u00edsica,\u00a0 y en cierto\u00a0sentido, esto tambi\u00e9n se aplica a la\u00a0evoluci\u00f3n de las galaxias<\/strong>. Sin embargo, hay algunas ideas que ya est\u00e1n ampliamente aceptadas. Actualmente, se piensa que la formaci\u00f3n de galaxias procede directamente de las teor\u00edas de formaci\u00f3n de estructuras,\u00a0 formadas como resultado de las d\u00e9biles fluctuaciones cu\u00e1nticas en el despertar del\u00a0Big Bang<\/a><\/a>. Las simulaciones de N-cuerpos tambi\u00e9n han podido conjeturar sobre los tipos de estructuras, las morfolog\u00edas y la distribuci\u00f3n de galaxias que observamos hoy en nuestro Universo actual y, examinando las galaxias distantes, en el Universo primigenio. Nuestra Galaxia, la V\u00eda L\u00e1ctea puede contener algo m\u00e1s de cien mil millones de estrellas, otras m\u00e1s pequelas s\u00f3lo tienen mil millones y, algunas macrogalaxias pueden llegar a tener 600.000 mil millones de estrellas. Lo cierto es que hemos podido localizar galaxias situadas a m\u00e1s de 11.000 a\u00f1os-luz de la Tierra.<\/div>\n

\"http:\/\/3.bp.blogspot.com\/-JZweUMiOr30\/TlI4XAA3e0I\/AAAAAAAAAGo\/JzB6D2f81IM\/s1600\/Choques+entre+galaxias.jpg\"<\/p>\n

En ese (para nosotros) tan inconmensurable espacio de tiempo, las galaxias han tenido mucho tiempo para evolucionar y, gracias a nuestros modernos ingenios, las hemos podido localizar de todo tipo y en algunas de sus m\u00e1s extra\u00f1as configuraciones al fusionarse unas con otras por efecto de la Gravedad que, seg\u00fa todos los indicios, es el destino que el Universo tiene adjudicado para Andr\u00f3meda y la V\u00eda L\u00e1ctea dentro de algunos miles de millones de a\u00f1os.<\/p>\n

Si desarrollamos las consecuencias matem\u00e1ticas del Modelo Isot\u00e9rmico, podremos encontrar que los tipos de concentreaciones de masa se podr\u00edan haber formado en la infancia del universo y que, de esa manera, son muy f\u00e1ciles de describir. Con la misma temperatura en todas partes, las fluctuaciones aleatorias ordinarias producir\u00edan concentraciones de masa de todos los tama\u00f1os, si quisieran encontrar una concentraci\u00f3n del tama\u00f1o de un planeta, la habr\u00eda. Lo mismo suceder\u00eda con concentraciones de masa del tama\u00f1o de estrellas y de galaxias, c\u00famulos, etc. En la jerga del astrof\u00edsico, las concentraciones de masa aparecer\u00edan a todas las escalas.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

As\u00ed, de esa manera, la materia esparcida por todo el espacio y situada a lo largo y lo ancho de \u00e9l, pudieron formar toda clase de objetos grabdes y peque\u00f1os configurando galaxias que, como peque\u00f1os universos, lo conten\u00edan todo y, eran como universos en miniatura con sus mundos y estrellas y sustancia primigenia dispuesta para interaccionar con la radiaci\u00f3n, el electromagnetismo y la Gravedad que ser\u00edan responsables de la formaci\u00f3n de nuevas estrellas y nuevas galaxias.<\/p>\n

Claro que, el modelo isot\u00e9rmico s\u00f3lo podemos encontrar una soluci\u00f3n particularmente simple del problema de las galaxias, porque las concentraciones de masa m\u00e1s peque\u00f1as crecen m\u00e1s r\u00e1pido que las m\u00e1s grandes. Los primeros objetos que aumentar\u00edan ser\u00edan cosas relativamente peque\u00f1as llamadas\u00a0protogalaxia<\/a><\/a>s, que contendr\u00edan quiz\u00e1 un mill\u00f3n de estrellas cada una. Estas\u00a0protogalaxia<\/a><\/a>s se agrupar\u00edan luego bajo influencias de la Gravedad para formar galaxias con todas las de la ley, que se reunir\u00edan a su vez para formar c\u00famulos y superc\u00famulos. el universo en este modelo se construir\u00eda \u201cdesde abajo\u201d<\/p>\n

\"El<\/p>\n

Este c\u00famulo de galaxias es uno de los objetos m\u00e1s masivos del Universo visible.\u00a0En esta fotogrraf\u00eda de la c\u00e1mara avanzada para sondeos del Telescopio Espacial\u00a0Hubble<\/a><\/a>, se ve como Abell 1.689 curva el espacio tal como predijo la teor\u00eda de la gravedad de\u00a0Einstein<\/a><\/a>\u00a0(las galaxias que hay detr\u00e1s del c\u00famulo desv\u00edan la luz y producen m\u00faltiples im\u00e1genes curvadas).<\/p>\n

Claro que, en todo esto nos encontramos con un gran inconveniente: \u00a1No ha habido tiempo para que ese placentero agrupamiento bajo la influencia de la Gravedad haya podido tener lugar lugar desde el momento de la creaci\u00f3n, es decir, desde lo que entendemos por\u00a0Big Bang<\/a><\/a>! Sin embargo y a pesar de ello, ah\u00ed las tenemos y podemos contemplarlas en toda su belleza y esplendor pero, \u00bfc\u00f3mo pudieron llegar aqu\u00ed? En realidad, nadie lo sabe.<\/p>\n

Hay algunas colecciones de galaxias muy grandes y complejas en el cielo. Nos vemos forzados a concluir que el universo no puede haber tenido una temperatura constante durante el desparejamiento. Es decir, no quiero decir nada contra la existencia de las galaxias, simplemente hago notar que las galaxias no pueden existir si suponemos que la radiaci\u00f3n estaba unida y uniformemente distribuida en la infancia del universo. Claro que:<\/p>\n

\u00a1Si la radiaci\u00f3n marcha junto con la materia y la materia con las galaxias, la radiaci\u00f3n de microondas c\u00f3smica ser\u00eda contradictoria!<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p><\/blockquote>\n

\"\"<\/p>\n

Si la radiaci\u00f3n no se hubiera dispersado uniformemente, con independencia de la materia del universo, \u00bf?d\u00f3nde hubiera estado? Siguiendo el procedimiento normal de la f\u00edsica te\u00f3rica, consideraremos a continuaci\u00f3n la tesis opuesta. Suponemos que en el comienzo del Universo la materia y la radiaci\u00f3n estaban unidas. Si era as\u00ed, all\u00ed donde se encontrara una concentraci\u00f3n de masa, tambi\u00e9n habr\u00eda una concentraci\u00f3n de radiaci\u00f3n. En la jerga de la f\u00edsica se dice que esta situaci\u00f3n es \u201cadiab\u00e1tica\u201d. Aparece siempre que tienen lugar en las distribuciones del gas cambios tan r\u00e1pidos que la energ\u00eda no puede transferirse f\u00e1cilmente de un punto al siguiente.<\/p>\n

\"http:\/\/paolera.files.wordpress.com\/2012\/11\/hst_macs0647_z11.jpg\"<\/p>\n

En esta imagen obtenida con el\u00a0Hubble<\/a><\/a>, se observa una lejana proto-galaxia. Una proto-galaxia, es un objeto que dar\u00e1 una galaxia como resultado de su evoluci\u00f3n; una galaxia naciente o en formaci\u00f3n. Una galaxia muy lejana, es vista muy joven ya que su luz tarda en llegar a nosotros, por eso se dice que \u201cvemos el pasado\u201d. MACS0647-JD, es una galaxia hecha y derecha, pero tan lejana que la vemos como era hace mucho tiempo atr\u00e1s. Est\u00e1 a 13 mil millones de a\u00f1os luz de casa. Como ese es el tiempo que tarda su luz en llegar a nosotros, la vemos como era hace ese tiempo atr\u00e1s. Si tenemos en que el Universo se form\u00f3 hace casi unos 14 mil millones de a\u00f1os (aproximadamente), eso convierte a este objeto en una galaxia de las primeras en formarse. Al verla como un agalaxia naciente, deber\u00eda estar llena de estrellas brillantes y calientes.<\/p>\n

Sabemos que,\u00a0 para hacer galaxias, la materia del universo tuvo que estar muy bien distribuida en agregados cuando se formaron los \u00e1tomos. Llamaremos a esto \u201cdarle un empukon al proceso\u201d. Un corolario necesario es que en condiciones adiab\u00e1ticas, la radiaci\u00f3n debe de\u00a0 haber comenzado siendo agrupada tambi\u00e9n.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Aqu\u00ed se pretende representar el pasado y el futuro del universo que, se expandi\u00f3 primero de manera muy r\u00e1pida, despu\u00e9s m\u00e1s lenta, y de nuevo la velocidad aument\u00f3, de manera tal que el recorrido represrenta una especie de S que nos habla del pasado y del futuro.<\/p>\n

Entre los otros muchos procesos en marcha en aquellos primeros momentos del nacimiento del universo, en aquel tiempo, uno de los principales par\u00e1metros a tener en es el de la r\u00e1pida expansi\u00f3n, ese proceso que ha venido a ser conocido como inflaci\u00f3n. Es la presencia de la inflaci\u00f3n la que nos conduce a la predicci\u00f3n de que el universo tiene que ser plano.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Se pudieron formar los n\u00facleos y los \u00e1tomos de la materia<\/p>\n

El proceso mediante el cual la fuerza fuerte se congela es un ejemplo de un cambio de fase, similar en muchos aspectos a la congelaci\u00f3n del agua. Cuando el agua se convierte en hielo, se expande; todos hemos podido ver una botella de l\u00edquido explotar si alcanzanda la congelaci\u00f3n, el contenido se expande y el recipiente no puede contenerlo. No deber\u00eda sert demasiado sorprendente que el universo se expanda del mismo modo al cambiar de fase.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Claro que no es f\u00e1cil explicar c\u00f3mo a medida que el espacio crece debido a esa expansi\u00f3n, se hace m\u00e1s y m\u00e1s voluminoso cada vez y tambi\u00e9n, cada vez menos denso y m\u00e1s fr\u00edo. Lo que realmente sorprende es la inmensa magnitud de la expansi\u00f3n. El tama\u00f1o del Universo aument\u00f3 en un factor no menor de 1060\u00a0\u00a0<\/sup>longitudes de Planck. Acord\u00e1os de aquellos n\u00fameros que en aquel que titul\u00e9,\u00a0\u00a0\u00bfEs viejo el Universo?<\/strong>, os dejaba all\u00ed expuestos unos interesantes sobre nuestro universo. Volvamos a verlos:<\/p>\n

– La edad actual del universo visible \u2248 1060<\/sup>\u00a0tiempos de Planck<\/em><\/p>\n

– Tama\u00f1o actual del Universo visible \u2248 1060<\/sup>\u00a0longitudes de Planck<\/em><\/p>\n

– La masa actual del Universo visible \u2248 1060<\/sup>\u00a0masas de Planck<\/em><\/p>\n

– Vemos as\u00ed que la baj\u00edsima densidad de materia en el universo es un reflejo del hecho de que:<\/p>\n

– Densidad actual del universo visible \u224810-120<\/sup>\u00a0de la densidad de Planck<\/em><\/p>\n

– Y la temperatura del espacio, a 3 grados sobre el cero absoluto es, por tanto<\/p>\n

– Temperatura actual del Universo visible \u2248 10-30<\/sup>\u00a0de la Planck<\/em><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Estos n\u00fameros extraordinariamente grandes y estas fracciones extraordinariamente peque\u00f1as nos muestran inmediatamente que el universo est\u00e1 estructurado en una escala sobrehumana de proporciones asombrosas cuando la sopesamos en los balances de su propia construcci\u00f3n. Lo cierto es que, son tan grandes y tan peque\u00f1as esos n\u00fameros y fracciones que, para nosotros, no tienen significaci\u00f3n\u00a0 consciente, no las podemos asimilar al tratarse, como se dice m\u00e1s arriba, de medidas sobrehumanas. Si un \u00e1tomo aumentara en esa proporci\u00f3n de 1060<\/sup>\u00a0no tendr\u00eda canbida en el Universo, el \u00e1tomo ser\u00eda mayor.<\/p>\n

Dec\u00edamos que en 10-35<\/sup>\u00a0segundos, el universo pas\u00f3 de algo con un radio de curvatura mucho menor que la part\u00edcula elemental m\u00e1s peque\u00f1a a algo con el tama\u00f1o de una naranja. No debe sorprendernos pu\u00e9s, que el inflaci\u00f3n est\u00e9 ligado a este proceso. Es cierto que cuando o\u00edmos por primera vez este proceso inflacionista, podamos tener alguna dificultad con el \u00edndice de inflaci\u00f3n que se expone sucedi\u00f3 en el pasado. Nos puede llevar, en un primer momento, a la idea equivocada de que se han violado, con un crecimiento tan r\u00e1pido, las reglas de\u00a0Einstein<\/a><\/a>\u00a0que impiden viajar m\u00e1s veloz que la luz, y, si un cuerpo material viaj\u00f3 la l\u00ednea de partida que se\u00f1alan los 10-35<\/sup>\u00a0segundos aquella otra que marca la dimensi\u00f3n de una naranja\u2026\u00a1su velocidad excedi\u00f3 a la de la luz!<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Claro que la respuesta a que algo sobrepasara la velocidad de la luz, c, es sencilla: NO, nada ha sido en nuestro universo m\u00e1s r\u00e1pido que la luz viajando, y la explicaci\u00f3n est\u00e1 en el hecho cierto de que no se trata de algo pudiera ir tan r\u00e1pido, sino que, por el contrario, en lugar de que un objeto matrerial vciajara por el espacio, lo que ocurri\u00f3 es que fue el espacio mismo el que se infl\u00f3 -acord\u00e1os de la masa de pan que crece llevando las pasas como adorno-, y, , esa expansi\u00f3n hace que las galaxias -las pasas de la masa-, se alejen cada vez m\u00e1s las unas de las otras, haciendo el universo m\u00e1s grande y fr\u00edo cada vez.<\/p>\n

As\u00ed que, con la expansi\u00f3n o inflaci\u00f3n, ning\u00fan cuerpo material se movi\u00f3 a grandes velocidades en el espacio, ya que, fue el espacio mismo el que creci\u00f3 y, de alguna manera, su tremenda expansi\u00f3n, incidi\u00f3 sobre los objetos que conten\u00eda que, de esa manera, pasaron de estar muy juntos a estar muy separados. Las reglas contra el viaje a velocidades superiores a la de la luz s\u00f3lo se aplican al movimiento al movimiento dentro del espacio, no al movimiento del espacio. As\u00ed no hay contradicci\u00f3n, aunque a primera vista pudiera parecerlo.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Empleamos todos los medios a nuestro alcance e ideamos nuevos ingenios para poder asomarnos a las escalas m\u00e1s extremas del universo, con los telescopios queremos llegar las primeras gaalxias y, con los aceleradores de part\u00edculas nos queremos asomar a ese momento primero en el que se form\u00f3 la materia.<\/p>\n

A los cien millones de a\u00f1os el comienzo del tiempo, a\u00fan no se hab\u00edan formado las estrellas, si acaso, algunas m\u00e1s precoces. \u00a0Aparte de sus escasas y humeantes almenaras, el Universo era una sopa oscura de gas hidr\u00f3geno y helio, arremolin\u00e1ndose aqu\u00ed y all\u00e1 para formar\u00a0protogalaxia<\/a><\/a>s.<\/p>\n

A la edad de mil millones de a\u00f1os, el Universo tiene un aspecto muy diferente.\u00a0 El n\u00facleo de la joven V\u00eda L\u00e1ctea arde brillantemente, arrojando las sobras de cumulonimbos gal\u00e1cticos a trav\u00e9s del oscuro disco; en su centro billa un qu\u00e1sar blancoazulado.\u00a0 El disco, a\u00fan en proceso de formaci\u00f3n, es confuso y est\u00e1 lleno de polvo y gas; divide en dos partes un halo esf\u00e9rico que ser\u00e1 oscuro en nuestros d\u00edas, pero a la saz\u00f3n corona la galaxia con un brillante conjunto de estrellas calientes de primera generaci\u00f3n.<\/p>\n

\"File:Superc\u00famulo<\/p>\n

Nuestras galaxias vecinas del superc\u00famulo de Virgo est\u00e1n relativamente cerca; la expansi\u00f3n del Universo a\u00fan no ha tenido tiempo de alejarlas a las distancias-unas decenas de millones de a\u00f1os-luz a las que las encontraremos .\u00a0\u00a0 El Universo es a\u00fan altamente radiactivo.\u00a0 Torrentes de rayos c\u00f3smicos llueven a trav\u00e9s de nosotros en cada milisegundo, y si hay vida en ese tiempo, probablemente est\u00e1 en r\u00e1pida mutaci\u00f3n.<\/p>\n

Hay algo que es conocido por el t\u00e9rmino t\u00e9cnico de desacoplamiento de\u00a0fotones<\/a><\/a>, en ese momento, la oscuridad es reemplazada por una deslumbrante luz blanca, se cree que ocurri\u00f3 cuando el Universo ten\u00eda un mill\u00f3n de a\u00f1os.\u00a0\u00a0 El ubicuo gas c\u00f3smico en aquel momento se hab\u00eda enrarecido los suficientes como permitir que part\u00edculas ligeras \u2013los\u00a0fotones<\/a><\/a>– atraviesen distancias grandes sin chocar con part\u00edculas de materia y ser reabsorbidas.<\/p>\n

(Hay gran cantidad de\u00a0fotones<\/a><\/a>\u00a0en reserva, porque el Universo es rico en part\u00edculas cargadas el\u00e9ctricamente, que generan energ\u00eda electromagn\u00e9tica, cuyo cuanto es el\u00a0fot\u00f3n<\/a>.) Es esa gran efusi\u00f3n de luz, muy corrida al rojo y enrarecida por\u00a0 la expansi\u00f3n del Universo, la que los seres humanos, miles de millones de a\u00f1os despu\u00e9s, detectaran con radiotelescopios y la llamaran la radiaci\u00f3n c\u00f3smica de fondo de microondas. Esta \u00e9poca de \u201csea la luz\u201d tiene un importante efecto sobre la estructura de la materia.\u00a0 Los\u00a0electrones<\/a>, aliviados del constante acoso de los\u00a0fotones<\/a><\/a>, son libres de establecerse en \u00f3rbita alrededor de los n\u00facleos, formando \u00e1tomos de hidr\u00f3geno y de helio.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

S\u00ed, de todo eso hemos podido saber pero, \u00bfc\u00f3mo se pudieron formar las galaxias a pesar de la expansi\u00f3n del universo? \u00bfpor qu\u00e9 la mater\u00eda se pudo agrupar y no sali\u00f3 despedida y se dispers\u00f3 impidiendo esa formaci\u00f3n? Lo cierto es que nadie sabe contestar esa pregunta y, se estima, se cree, se piensa que, all\u00ed podr\u00eda haber estado presente una especie de \u201cmateria\u201d o \u201csustancia\u201d c\u00f3smica que no emit\u00eda radiaci\u00f3n y que, generando gravedad, podr\u00eda haber retenido la materia de manera suficiente para que se pudieran formar las galaxias.<\/p>\n

\u00a1Es todo tan complejo!<\/p>\n

emilio silvera<\/p>\n<\/div>\n

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