Cuando pensamos en la edad y el tamaño del universo lo hacemos generalmente utilizando medidas de Tiempo y Espacio como años, kilómetros o años-luz. Como ya hemos visto, estas medidas son extraordinariamente antropomórficas. ¿Por qué medir la edad del universo con un “reloj” que hace “tic” cada vez que nuestro planeta completa una órbita alrededor de su estrella madre, el Sol? ¿Por qué medir su densidad en términos de átomos por metro cúbico? Las respuestas a estas preguntas son por supuesto la misma: porque es conveniente y siempre lo hemos hecho así.

                                  La jerarquía del Universo: A mayor tamaño, menor densidad

 A medida que examinamos volúmenes cada vez mayores del Universo, la densidad de material que encontramos sigue disminuyendo hasta que salimos de las dimensiones de los cúmulos de galaxias. Cuando llegamos a dicha escala, la acumulación de materia empieza a desvanecerse y se parece cada vez más a una minúscula perturbación aleatoria de un mar uniforme de materia, con una densidad de aproximadamente un átomo por cada metro cúbico.

Cúmulos de galaxias  051280×800: La Jerarquía del Universo a mayor tamaño, menor densidad

 A medida que buscamos en las mayores dimensiones visibles del Universo, encontramos que las desviaciones de la uniformidad perfecta de la materia y la radiación se quedan en un bajo nivel de sólo una parte en cien mil. Esto nos muestra que el Universo no es lo que se ha llegado a conocerse como un fractal, en donde la acumulación de materia en cada escala parece una imagen ampliada de la escala superior siguiente.

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Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre los atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad.  En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar.  Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es.  Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagan infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen serias amenazas exteriores.

Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una seria y cierta amenaza para el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas.  Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra habiendo tenido efectos catastróficos.  Somos afortunados al tener la protección de la luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta.

La caída en el Planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución.

Cuando comento éste tema no puedo evitar el recuerdo del meteorito caído en la Tierra que impactó en la península de Yucatán hace 65 millones de años, al final de la Era Mesozoica, cuando según todos los indicios, los dinosaurios se extinguieron.  Sin embargo, a aquel suceso catastrófico para los grandes lagartos, en realidad supuso que la Tierra fue rescatada de un callejón sin salida evolutivo.  Parece que los dinosaurios evolucionaron por una vía que desarrollaba el tamaño físico antes que el tamaño cerebral.

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Las estrellas, surgidas de enormes “grumos” de gas y polvo creadas por la Gravedad y convertidas en plasma luminoso que, desde su nacimiento, producen energía por la fusión nuclear del Hidrógeno para formar Helio, Carbono, Oxígeno, Nitrógeno y otros elementos más complejos.

          En el núcleo la temperatura muy alta hace que comience la fusión nuclear entre protones

El termino “estrella”, por tanto, no solo incluye estrellas como el Sol, que están en la actualidad quemando Hidrógeno, sino también proto-estrellas, aún no lo suficientemente calientes como para que dicho combustión haya comenzado, y varios tipos de objetos evolucionados como las estrellas gigantes y supergigantes, que están quemando otros combustibles nucleares más complejos que el hidrógeno, o las enanas blancas y las estrellas nucleares, que están formadas por combustibles nuclear gastado.

En la imagen podemos ver el comienzo del final de una estrella como nuestro Sol. Finalizado el consumo del combustible nuclear y, en la fase de Gigante roja, comienza a expulsar las capas exteriores al espacio para formar una Nebulosa Planetaria. Mientras, en el centro, la estrella se contrae hasta convertirse en una densa enana blanca que radia con violencia en el ultravioleta ionizando las partículas circundantes.

La masa máxima de una estrella es de unas 150 masas solares (ahora se cree que podrían llegar hasta las 300 masas solares), por encima de la cual sería destruida por su propia radiación. La masa mínima está calculada en 0’80 masas solares; por debajo de ella, los objetos no serían lo suficientemente calientes en sus núcleos como para que comience la combustión del hidrógeno, y se convertirían en enanas marrones.

                             El cúmulo de estrellas masivas descubierto por el Hubble. NASA

Astrónomos británicos han identificado un grupo de nueve estrellas 30 millones de veces más brillantes que el Sol, el mayor cúmulo estelar masivo identificado hasta ahora, según publica hoy la Royal Astronomical Society británica

Las luminosidades de estrellas varían desde alrededor de medio millón de veces la luminosidad del Sol para las más calientes hasta menos de una milésima de la del Sol para las enanas más débiles. Aunque las estrellas más prominentes visibles a simple vista son más luminosas que el Sol, la mayoría de las estrellas son en realidad más débiles que este y, por tanto, imperceptibles a simple vista.

Una estrella que tenga una masa cercana a las 100 masas solares está en peligro y le puede ocurrir como a la que, arriba en la imagen podemos ver, será destruida por su propia radiación y, ni la fuerza de Gravedad,  puede mantenerla estable.

Las estrellas brillan como resultado de la conversión de masa en energía por medio de reacciones nucleares, siendo los más importantes los que involucran al hidrógeno. Por cada kilogramo de hidrógeno quemado de esta manera, se convierte en energía aproximadamente siete gramos de masa (el 7‰). De acuerdo a la famosa ecuación E=mc², los siete gramos equivalen a una energía de 6’3×10¹⁴ julios. Las reacciones nucleares no solo aportan el calor y la luz de las estrellas, sino que también producen elementos más pesados y complejos que el hidrógeno y el helio.

La energía presente en las estrellas es la que hace posible las distintas fases de la materia que, a partir del Hidrogeno se van convirtiendo, mediante el proceso de fusión nuclear, en elementos cada vez más complejos y pesados hasta conseguir completar la larga lista de elementos que en la Tierra conocemos.

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¿Quién no conocía al cosmólogo Stephen Hawking que, privado de sus cuerdas vocales, incapaz de sujetar un lápiz, utiliza dispositivos mecánicos para comunicarse y realiza todos los cálculos en su cabeza?

Pues, este señor en sillita de ruedas no solo llevaba a la practica un intenso programa de investigación, sino que, además, le queda tiempo libre para escribir libros de éxito, tales como Historia del Tiempo y otros, además de dar conferencias por todo el mundo y ocupar la cátedra  lucasiana de Cambridge que un día fue de Isaac Newton, donde imparte clases de física.

Hawking, junto con su amigo Kip S. Thorne, es uno de los mayores expertos mundiales en el conocimiento de la relatividad general y de los agujeros negros.

Tampoco Stephen Hawking, como antes le ocurrió a Einstein ha podido resistir la tentación de embarcarse en la mayor búsqueda jamás soñada por un físico, la unificación final de la teoría de la gravedad de Einstein y la teoría cuántica.   Como resultado, también él se ha sentido maravillado por la coherencia de la teoría deca-dimensional, y de hecho cierra su conocido libro con un análisis de la misma.

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