1.7: El Universo a Gran Escala

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En un sentido muy rudo, se podría pensar en el sistema solar como su casa o departamento y la Galaxia como su pueblo, conformado por muchas casas y edificios. En el siglo XX, los astrónomos pudieron demostrar eso, así como nuestro mundo está formado por muchos, muchos pueblos, así el universo está conformado por un enorme número de galaxias. (Definimos el universo para que sea todo lo que existe y que sea accesible a nuestras observaciones.) Las galaxias se extienden tan lejos en el espacio como pueden ver nuestros telescopios, muchos miles de millones de ellas al alcance de los instrumentos modernos. Cuando fueron descubiertos por primera vez, algunos astrónomos llamaron galaxias universos insulares, y el término es acertadamente descriptivo; las galaxias sí parecen islas de estrellas en los vastos y oscuros mares del espacio intergaláctico.

La galaxia más cercana, descubierta en 1993, es una pequeña que se encuentra a 75.000 años luz del Sol en dirección a la constelación de Sagitario, donde el smog en nuestra propia Galaxia hace que sea especialmente difícil de discernir. (Una constelación, debemos señalar, es una de las 88 secciones en las que los astrónomos dividen el cielo, cada una con el nombre de un patrón estelar prominente dentro de él). Más allá de esta galaxia enana de Sagitario se encuentran otras dos galaxias pequeñas, a unos 160.000 años luz de distancia. Grabado por primera vez por la tripulación de Magallanes mientras navegaba alrededor del mundo, estas se llaman las Nubes de Magallanes (Figura\(\PageIndex{1}\)). Las tres pequeñas galaxias son satélites de la Vía Láctea, interactuando con ella a través de la fuerza de la gravedad. En última instancia, las tres pueden incluso ser tragadas por nuestra Galaxia mucho más grande, como otras galaxias pequeñas lo han sido en el transcurso del tiempo cósmico.

alt — Figura\(\PageIndex{1}\): Esta imagen muestra tanto la Gran Nube Magallánica como la Pequeña Nube Magallánica sobre los telescopios del Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) en el desierto de Atacama, en el norte de Chile.

La galaxia grande más cercana es una espiral bastante similar a la nuestra, ubicada en la constelación de Andrómeda, y así se llama la galaxia de Andrómeda; también es conocida por uno de sus números de catálogo, M31 (Figura\(\PageIndex{2}\)). M31 está a poco más de 2 millones de años luz de distancia y, junto con la Vía Láctea, forma parte de un pequeño cúmulo de más de 50 galaxias que se conoce como el Grupo Local.

alt — Figura\(\PageIndex{2}\): La galaxia de Andrómeda (M31) es una colección de estrellas en forma de espiral similar a nuestra propia Vía Láctea.

A distancias de 10 a 15 millones de años luz, encontramos otros pequeños grupos de galaxias, y luego a unos 50 millones de años luz hay sistemas más impresionantes con miles de galaxias miembros. Hemos descubierto que las galaxias ocurren principalmente en cúmulos, tanto grandes como pequeños (Figura\(\PageIndex{3}\)).

alt — Figura\(\PageIndex{3}\): Algunos de los clústeres se forman en grupos más grandes llamados superclusters. El Grupo Local forma parte de un supercúmulo de galaxias, llamado Supercúmulo Virgo, que se extiende sobre un diámetro de 110 millones de años luz. Apenas estamos comenzando a explorar la estructura del universo a estas enormes escalas y ya nos encontramos con algunos hallazgos inesperados.

A distancias aún mayores, donde muchas galaxias ordinarias son demasiado tenues para ver, encontramos cuásares. Se trata de brillantes centros de galaxias, brillando con la luz de un proceso extraordinariamente energético. La enorme energía de los cuásares es producida por el gas que se calienta a una temperatura de millones de grados a medida que cae hacia un enorme agujero negro y gira alrededor de él. El brillo de los cuásares los convierte en los faros más distantes que podemos ver en los oscuros océanos del espacio. Nos permiten sondear el universo a 10 mil millones de años luz de distancia o más, y así 10 mil millones de años o más en el pasado.

Con cuásares podemos ver muy atrás cerca de la explosión del Big Bang que marca el inicio de los tiempos. Más allá de los cuásares y las galaxias visibles más distantes, hemos detectado el tenue resplandor de la explosión misma, llenando el universo y llegando así a nosotros desde todas las direcciones en el espacio. El descubrimiento de este “resplandor de la creación” es considerado como uno de los eventos más significativos en la ciencia del siglo XX, y todavía estamos explorando las muchas cosas que tiene que decirnos sobre los primeros tiempos del universo.

Las mediciones de las propiedades de galaxias y cuásares en ubicaciones remotas requieren grandes telescopios, sofisticados dispositivos de amplificación de luz y un trabajo minucioso. Cada noche clara, en observatorios de todo el mundo, astrónomos y estudiantes trabajan en misterios como el nacimiento de nuevas estrellas y la estructura a gran escala del universo, encajando sus resultados en el tapiz de nuestra comprensión.