Origen del Universo

Universo: Conjunto de toda la materia y energía existente y el espacio en el que se encuentra. La parte que podemos observar se denomina Universo Observable. La Cosmología es la ciencia que estudia el universo.

Antigüedad

El universo tiene una antigüedad de 13.700 millones de años. Algunos acontecimientos relevantes en la escala temporal incluyen:

• Descubrimiento de América.
• Nacimiento de Jesucristo.
• Principio del imperio egipcio.
• Aparición de nuestra especie, Homo sapiens.

Dimensiones

Para medir el universo se utiliza una unidad llamada año luz, que corresponde al espacio recorrido por la luz en un año.

Composición

• 73% energía oscura: Similar a la energía gravitatoria pero de sentido contrario.
• 23% materia oscura: No se puede observar porque no emite ni refleja radiación electromagnética.
• 4% átomos: Constituyen la materia observable, principalmente átomos de helio e hidrógeno.

Estructura

El universo está formado por nebulosas y galaxias.

• Nebulosas: Son cúmulos de polvo cósmico de aspecto difuso.
• Galaxias: Son cúmulos de estrellas y de polvo cósmico que se mueven juntas por el espacio.
• Enana blanca: Remanente estelar que se genera cuando una estrella ha agotado su combustible nuclear.
• Gigante Roja: Su masa es similar a la del Sol, con la diferencia de que está mucho más cerca de convertirse en una enana blanca.

Teoría de la Relatividad

Albert Einstein planteó averiguar por qué el universo se mantenía en equilibrio. Sin realizar ningún experimento, llegó a unas conclusiones que han sido confirmadas por los observadores astrónomos. Según la teoría, en el universo no se puede distinguir si un cuerpo está en reposo absoluto o moviéndose con una velocidad constante. Esto significa que en el universo es lo mismo que una peonza gire o que el universo gire a su alrededor.

Consecuencias

• El tiempo absoluto no existe.
• El espacio y el tiempo constituyen una misma realidad denominada Espacio-Tiempo.
• La masa y la energía son dos aspectos de una misma realidad: E = m · c².
• La luz está constituida por fotones.

Teoría de la Gran Explosión (Big Bang)

Según esta teoría, el Universo se originó a partir de una gran explosión que proyectó toda la energía y la materia existentes. Lemaître sostiene que las galaxias provienen de la explosión de un núcleo llamado Huevo Cósmico.

Huevo Cósmico

Núcleo inicial que provoca la explosión de las galaxias, formado por neutrones. Las fuerzas naturales resultantes son:

• La gravedad.
• La interacción nuclear fuerte.
• La fuerza electromagnética.
• La interacción nuclear débil.

Teoría del Estado Estacionario

Propone que el universo es uniforme y no varía en el tiempo; su densidad se mantiene constante porque continuamente se está creando nueva materia.

Teoría del Universo Pulsante

Plantea que las explosiones sucesivas (Big Bang) y contracciones (Big Crunch), llamadas pulsaciones, se repetirían eternamente. En un universo cerrado, la fuerza de la gravedad frenaría la expansión del universo y provocaría su contracción hasta llegar a formar un nuevo huevo cósmico que volvería a estallar, dando lugar a un nuevo universo expansivo.

La Evolución Futura del Universo

• Abierto: A partir de la gran explosión, el universo continuaría expandiéndose indeterminadamente.
• Cerrado: La fuerza frenaría la expansión del universo y provocaría su contracción hasta formar un huevo cósmico.

Forma del Universo

Existen tres modelos principales: Esférico, Hiperbólico y Plano.

Formación de la Tierra

Se originó a partir de una nebulosa giratoria siguiendo estos pasos:

1. La gran nebulosa sufrió un proceso de contracción.
2. Gran parte de la materia se fue condensando en el centro del disco y originó una estrella o protosol.
3. Alrededor de ella se fueron condensando pequeñas masas que formaron los distintos planetas.

Capas que forman la Tierra

Atmósfera, hidrosfera, la corteza, el manto (superior e inferior) y el núcleo (interno y externo).

Tectónica Global o de Placas

La litosfera está fragmentada en porciones llamadas placas tectónicas. Las corrientes de magma generan placas litosféricas, las fragmentan y las mueven sobre una parte del manto llamada astenosfera. El desplazamiento provoca que colisionen entre ellas.

Márgenes y Consecuencias

• Márgenes: Constructivo, destructivo y pasivo.
• Efectos: El movimiento de placas provoca la formación de cordilleras, seísmos (terremotos y maremotos) y volcanes.

El Ser Vivo y la Vida

Un ser vivo es aquel que tiene vida y realiza las funciones vitales.

Características

1. Actúan con una cierta intencionalidad:
   • Nutrición: Función de captar materia y energía del exterior para crecer, desarrollarse y realizar las funciones vitales.
   • Relación: Sin ella, los seres vivos no podrían nutrirse ni reproducirse.
   • Reproducción: Función de originar nuevos individuos.
2. Complejidad química: Constituidos por materia orgánica (átomos de carbono e hidrógeno) y materia inorgánica (minerales, rocas y agua).
3. Organización celular: Constituidos por una o más células (unicelulares o pluricelulares).
4. Homeostasis: Los seres vivos mantienen relativamente constante su medio interno para que no les afecten las variaciones del medio ambiente.
5. Información genética: Su anatomía y su fisiología se hallan en los ácidos nucleicos.

Origen de la Vida: Teoría de la Generación Espontánea

Esta teoría defiende que algunos seres vivos podrían originarse a partir de materiales inertes como sudor o barro. Fue sostenida por Aristóteles, pensando que del barro se generaban las anguilas y de la lluvia las ranas. Redi realizó experimentos que demostraron que esta teoría era errónea.

Teoría de los Coacervados

Oparín sostenía que la aparición de la vida estuvo precedida de una evolución química. Según él, la atmósfera terrestre primitiva estaba constituida por hidrógeno, agua, amoníaco, etc. Al enfriarse la Tierra, se originaron moléculas orgánicas que constituyeron el caldo primitivo.

• Coacervados: Microscópicas estructuras cerradas formadas por una envoltura de polímeros y un medio interno que podría presentar enzimas.
• Protobionte: Antepasado común a todos los seres vivos.

Hipótesis de Oparin Actualizada

La atmósfera primitiva no era completamente reductora, sino que presentaba una cierta cantidad de oxígeno. La atmósfera actual contiene una cantidad de neón muy inferior a la que cabría esperar. La salida de unos gases pesados del interior de la Tierra fue provocada por la caída de meteoritos. Los componentes del protobionte que primero se formaron fueron las membranas, luego los coacervados, después las proteínas enzimáticas y, por último, los genes.

Tipos de Células

• Célula procariota: Células sin núcleo celular diferenciado; su ADN se encuentra disperso en el citoplasma.
• Célula eucariota: Células con núcleo. La evolución desde las procariotas hasta los primeros seres unicelulares eucariotas duró entre 1.400 y 2.300 millones de años.