1. ¿Qué es?
1.1. El universo es todo lo que podemos tocar, sentir, percibir, medir o detectar. Es la totalidad del espacio y el tiempo, de la materia y la energía.
1.1.1. Sin embargo, el término también es utilizado en otro contextos un poco diferentes, como también alude a conceptos como cosmos, mundo o naturaleza.
2. ¿Qué estudia al Universo?
2.1. Su estudio, en las mayores escalas, es el objeto de la cosmología, disciplina basada en la astronomía y la física, en la cual se describen todos los aspectos de este universo con sus fenómenos.
2.1.1. La palabra «cosmología» fue utilizada por primera vez en 1731 en la Cosmología generalis del filósofo Christian Wolff.
2.1.1.1. El nacimiento de la cosmología moderna puede situarse en 1700 con la hipótesis de que las estrellas de la Vía Láctea pertenecen a un sistema estelar de forma discoidal, del cual forma parte el propio Sol; y que otros cuerpos nebulosos visibles con el telescopio son sistemas estelares similares a la Vía Láctea, pero muy lejanos.
3. Características
3.1. Tamaño
3.1.1. No se sabe con certeza el tamaño exacto de la totalidad del universo. Este se encuentra en constante expansión, por lo que puede medir billones de años luz o incluso ser infinito.
3.1.1.1. Universo Observable: Es un término que se le da a la porción del universo que se ha descubierto y estudiado. Esta porción mide al menos 93.000 millones de años luz, es decir, representa sólo un 2% del total.
3.1.1.1.1. Unidades de medida: El año luz es una medida de longitud que se emplea con el objetivo de simplificar las enormes distancias que hay entre los astros, y así no utilizar numéros tan grandes. Corresponde a la distancia que recorre la luz en un año (9,46 x 10^12 km).
3.2. Forma
3.2.1. Actualmente muchos cosmólogos apoyan la teoría de que el universo observable está cerca de ser plano "con arrugas locales donde los objetos masivos distorsionan el espacio-tiempo", sin embargo, es un debate que sigue abierto hasta el día de hoy.
3.3. Color
3.3.1. En 2002, dos astrónomos comprobaron que la idea de que el universo es absolutamente negro era incorrecta, y descubrieron que en realidad era de un color que denominaron café con leche cósmico (#FFF8EF). Este estudio se basó en la medición del rango espectral de la luz proveniente de un gran volumen del Universo, sintetizando la información aportada por un total de más de 200.000 galaxias.
3.4. Homogeneidad e Isotropía
3.4.1. Homogeneidad: Hace referencia a que en los órdenes más altos de distancia la densidad del universo es muy uniforme, comparado con el nivel local.
3.4.2. Isotropía: Esto, en física, refiere a la característica de algunos cuerpos cuyas propiedades físicas no dependen de la dirección en que son examinadas. En el caso del universo, no hay una dirección preferida o significativamente asimétrica.
3.5. Composición
3.5.1. Los constituyentes primarios del universo son la energía oscura (73%), materia oscura fría (23%) y átomos (4%).
4. Su creación y su posible fin
4.1. Origen del Universo
4.1.1. La teoría del Big Bang es la teoría más aceptada actualmente por los científicos. Trata sobre un punto demasiado pequeño, con altos niveles de calor y densidad definido como "singularidad", que al colapsar dio lugar a una enorme explosión, hace aproximadamente 13.800 millones de años. Esta generó en primer lugar la gravedad, que define la viabilidad del universo. Una fracción de segundo después, la energía con la que inició la expansión del universo. Y con esta expansión, el universo se fue enfriando y la energía pura se convirtió en materia, dando lugar a la aparición de partículas subatómicas.
4.1.1.1. Unidad de tiempo de Planck: Para describir estos fenómenos tan rápidos, hubo que definir una nueva unidad de tiempo, se llamó tiempo de Planck. Hay más unidades de tiempo de Planck en un segundo que todos los segundos transcurridos desde el Big Bang. Es decir una unidad de tiempo de Plank es igual a 10^-43 segundos. Es una escala temporal tan diminuta que escapa al sentido común.
4.2. Su destino final
4.2.1. Existen múltiples hipótesis sobre cómo el universo terminará, y estas tienen en cuenta distintas causas. Por ejemplo, teniendo en cuenta la teoría general de la relatividad, originalmente por Albert Einstein, el final del universo puede definirse teniendo en cuenta el valor auténtico de la densidad de la materia. En función de este parámetro, exiten dos fuertes hipótesis:
4.2.1.1. Big Crunch (Gran Implosión): sucederá si el universo tiene una densidad de materia por encima de la densidad crítica, al punto de que sea capaz de desacelerar su expansión hasta detenerla y llegar a invertirla. Así la materia recondensaría en una gran implosión guiada por la gravedad.
4.2.1.2. El Big Rip (Gran desgarramiento): sucederá si eventualmente la densidad está por debajo de un valor crítico, los cúmulos de galaxias acabarían acercándose y formando grandes agujeros negros, del tipo que se supone existe en el centro de muchas galaxias. Esos agujeros negros pueden considerarse como un rasgado o desgarramiento del espacio-tiempo.
4.2.1.2.1. A partir de los años 90 se comprobó que el universo parece tener una expansión acelerada, hecho que dentro de la relatividad general solo es explicable acudiendo a un mecanismo de tipo constante cosmológica (universo estático). No se conoce si ese hecho puede dar lugar a un tercer tipo de final.
5. Estructuras agregadas
5.1. Las Galaxias
5.1.1. Las galaxias son agrupaciones masivas de estrellas, y son las estructuras más grandes en las que se organiza la materia en el universo. Las más pequeñas abarcan alrededor de 3000 millones de estrellas, y las galaxias de mayor tamaño pueden llegar a abarcar más de un billón de astros. También, existe una clasificación de las galaxias por su forma (elípticas, espirales, espirales barradas e irregulares).
5.1.1.1. Vía Láctea: Es nuestra galaxia. Es de tipo espiral barrada. Posee un diámetro medio de unos 100.000 años luz y se calcula que contiene unos 200.000 millones de estrellas, entre las cuales se encuentra el Sol. A simple vista, se observa como una estela blanquecina de forma elíptica, que se puede distinguir en las noches despejadas. Lo que no se aprecian son sus brazos espirales, en uno de los cuales, el llamado brazo de Orión, está situado nuestro sistema solar, y por tanto la Tierra.
5.2. Las Constelaciones
5.2.1. Tan solo tres galaxias distintas a la nuestra son visibles a simple vista. Tenemos la Galaxia de Andrómeda, la Gran Nube de Magallanes, y la Pequeña Nube de Magallanes. El resto de las galaxias no son visibles al ojo desnudo sin ayuda de instrumentos. Sí que lo son, en cambio, las estrellas que forman parte de la Vía Láctea. Estas estrellas dibujan a menudo en el cielo figuras reconocibles, que han recibido diversos nombres en relación con su aspecto. Estos grupos de estrellas de perfil identificable se conocen con el nombre de constelaciones.
5.3. Las Estrellas
5.3.1. Son los elementos constitutivos más destacados de las galaxias. Las estrellas son enormes esferas de gas que brillan debido a sus gigantescas reacciones nucleares. Cuando debido a la fuerza gravitatoria, la presión y a la temperatura del interior de una estrella que sea suficientemente intensa, se inicia la fusión nuclear de sus átomos, y comienzan a emitir una luz roja oscura, que después se mueve hacia el estado superior, que es en el que está nuestro Sol, para posteriormente, al modificarse las reacciones nucleares interiores, dilatarse y finalmente enfriarse.
5.4. Los Planetas
5.4.1. Son cuerpos que giran en torno a una estrella y que deben cumplir además la condición de haber limpiado su órbita de otros cuerpos rocosos importantes, como también tener suficiente masa para que su fuerza de gravedad genere un cuerpo esférico. En nuestro Sistema Solar hay 8 planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
5.4.1.1. En el caso de cuerpos que orbitan alrededor de una estrella que no cumplan estas características, se habla de planetas enanos (como Plutón, considerado planeta enano desde 2006), planetesimales, o asteroides.
5.4.1.2. También se habla de los planetas extrasolares, que en el caso de nuestra galaxia, son planetas que orbitan a cualquier otra estrella que no es el Sol. Se datan aproximadamente 400 exoplanetas hasta ahora.
5.5. Los Satélites
5.5.1. Los satélites naturales son astros que giran alrededor de los planetas. El único satélite natural de la Tierra es la Luna, que es también el satélite más cercano al sol. Además, casi todos los planetas del Sistema Solar tienen satélites naturales, incluido el planeta enano Plutón, excepto Mercurio y Venus.
5.6. Los Asteroides y Cometas
5.6.1. Asteroides
5.6.1.1. Son objetos rocosos de muy diversos tamaños que orbitan en grandes cantidades en torno a la estrella, chocando eventualmente entre sí. Cuando las rocas tienen diámetros inferiores a 50 m se denominan meteoroides.
5.6.1.1.1. En nuestro sistema solar hay dos grandes discos de asteroides: uno situado entre las órbitas de Marte y Júpiter, denominado el Cinturón de asteroides, y otro mucho más tenue y disperso en los límites del sistema solar, a aproximadamente un año luz de distancia, denominado Nube de Oort.
5.6.2. Cometas
5.6.2.1. Son los cuerpos celestes constituidos por hielo, polvo y rocas que orbitan alrededor del Sol siguiendo diferentes trayectorias elípticas, parabólicas o hiperbólicas. Se diferencian de los asteroides porque son cuerpos sólidos compuestos por materiales que se subliman (pasan del estado sólido al gaseoso sin convertirse en líquidos primero) en las cercanías al Sol.