Dudas sobre el Universo

Martita-

Bueno, queria crear este pequeño post para la gente que le apasiona el universo y tiene preguntas, pero aun no ha encontrado la respuesta, o no les han sido satisfactorias.
No quiero que el post se vuelva en extraterrestres si o extraterrestres no y cosas por el estilo, sino mas bien dudas sobre la creacion del universo, estrellas, planetas, etc...

Aqui va mi pregunta:
Por todos es sabido que los materiales pesados han sido creados por las explosiones de las supernovas. En este caso, en nuestro sistema solar se han creado planetas rocosos. Si en teoria en el lugar del sol, nunca hubo otra estrella, como es posible que al crearse el sol, se crearan discos de materia mas alla de los gases que la crearon y crearon tambien los gigantes gaseosos?

mTh

#1

No soy experto en formación estelar pero un par de cosas te puedo contar:

-No todos los elementos pesados se forman solo en supernovas. Cualquier evento de "muerte" estelar, includio los de las estrellas de masa pequeña cuando se convierten en enanas blancas o cuando las gigantes rojas mueren y forman nebulosas... hasta el hierro o por ahí no necesitas de cosas tan violentas como supernovas para crearlos y dispersarlos a los 4 vientos.

-El sol solo tiene unos pocos billones de años. Muy pocos en comparación con la edad del universo. Claro que ha habido "cosas" antes del sol.

-El sistema solar probablemente se creo, como se entiende que todas las estrellas, del colapso de parte de una nube molecular. Una nube molecular es básicamente una nube de "polvo estelar" que es suficiente densa como para que se formen moléculas (de ahí su nombre). En estas nubes no solo hay elementos ligeros, sino también pesados, que vienen de estrellas anteriores. Eventualmente, conforme sube la densidad (y puede ser que por influencia de otros procesos externos como supernovas cercanas), se produce un colapso gravitacional.

-No se suficiente sobre todo los pasos del colapso de formación estelar como para explicártelo en detalle, pero de ahí surge la proto-estrella y un disco de material alrededor del mismo que no llega a incorporarse en la misma.

-Eventualmente el colapso es tal que la temperatura del nucleo de la protoestrella da para "encenderse".

-El resto de los planetas se forma por acrección... Vamos, la materia tiende a ir condensándose en planetoides.

-Los planetas más cercanos se forman con materiales con temperatura de fusión alta porque debido al calor del sol los otros no pueden condensar... pero a cambio son más pequeños ya que hay menos material de ese tipo.

-Más lejos se forman los otros planetas, que como hace más frio usan todo el material disponible, y cuando son suficientemente pesados son capaces de cogerse incluso hidrógeno y helio, que es de lo que más hay, y hacerse muy masivos.

Al final me he enrollado mucho más de lo que pensaba xDDD.

TLDR: Las nubes moleculares de las que se forman las estrellas también contienen elementos pesados que vienen de generaciones estelares anteriores.

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Zerokkk

#2 Sólo una aclaración: te has equivocado con el traspaso de "billions" a "billones" xD. Recordemos que un billón es un millón de millones, mientras que en el sistema americano, es mil millones (osea, mil veces menos).

El Sol concretamente se estima que tiene cerca de 5000 millones de años (según la wiki, entre 4567,9 y 4570,1 millones). Cinco billones americanos, vamos.

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mTh

#3

No es que me haya equivocado en el traspaso, es que yo uso billones siempre como 1000 millones en todos los idiomas xDDD.

Soy consciente de que es incorrecto en castellano :P ....

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Vitov

Es el universo infinito?

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E

#5 es infinito en el espacio, ya que no hay una pared ni nada parecido, pero es finito en el tiempo porque lo que nosotros vemos o podemos ver es siempre una esfera de nuestro alrededor

1
Fudan

#1 Siempre he tenido entendido que el Sol es una estrella de 2ª generación. Sí que hubo algo anterior a nuestra estrella ahí. Corregidme si me equivoco.

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Zerokkk

#5 Respuesta corta: no.

Respuesta larga: depende.

Si por universo entiendes las estrellas, planetas y demás, no, no es infinito. Piensa que en el Big Bang, el universo era del tamaño de una punta de alfiler (apróx.), y desde que comenzó, se ha ido expandiendo a toda ostia, durante una fracción minúscula al inicio, incluso más rápido (ríete tú del payo de tu pueblo que dice que su BMW corre mucho yendo a 200).

No obstante, por muy rápido que el universo se expanda, no va a llegar a ser infinito. Es lógico, ¿no? Todo estaba en la singularidad inicial del Big Bang, y luego se fue desperdigando desde entonces, formando galaxias con sus astros interiores.

Cuando hablamos del espacio-tiempo, sucede algo interesante. Éste se ve influenciado por la presencia de energía, de modo que sabemos que el tiempo pasa más rápido respecto a un observador externo, cuando el punto de referencia se encuentra cerca a un objeto masivo, o viaja a altas velocidades. Dicho esto, podemos extrapolarlo a que, sin presencia alguna de energía, el espacio-tiempo sería "nulo". Por tanto, podemos decir que el espacio-tiempo (por lo menos tal y como lo conocemos) no debería llegar más allá del punto máximo que haya podido recorrer la luz desde el comienzo del Big Bang.

Por tanto, si el universo tiene 13.700 millones de años, podemos hacer una extrapolación así, a lo tonto de que mide el doble (27.400 millones de años luz) de punta a punta.

No obstante esto son datos del universo observable (lo que podemos ver después del período inflacionario), por lo que estas estimaciones que te digo podrían no ser ciertas del todo.

#7 Tengo entendido que es de tercera generación, pues es de poblacion I.

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Fudan

#8 Si se ha expandido durante 13.700 millones de años en todas direcciones, ¿no tendría el doble de esa cantidad de punta a punta?

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Zerokkk

#9 Sí bueno, que me he liao' aquí. 13.700 M años luz de radio, por lo que sí, 27.400 M años luz de punta a punta.

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djtonight

#10 El universo mide de punta a punta 93.000 Millones de años luz

Observaciones astronómicas indican que el universo tiene una edad de 13,73 ± 0,12 millardos de años (entre 13 730 y 13 810 millones de años) y por lo menos 93 000 millones de años luz de extensión.2 Según la teoría más aceptada, el evento que dio inicio al universo se denomina Big Bang. Se denomina Big-Bang a la singularidad que, conforme dicha teoría, fue la que creó el universo. Además esta afirma que después del Big Bang, el universo comenzó a expandirse hasta llegar a su condición actual, y continúa haciéndolo.

Debido a que, según la teoría de la relatividad especial, la materia no puede moverse a una velocidad superior a la velocidad de la luz, puede parecer paradójico que dos objetos del universo puedan haberse separado 93 mil millones de años luz en un tiempo de únicamente 13 mil millones de años; sin embargo, esta separación no entra en conflicto con la teoría de la relatividad general, ya que ésta sólo afecta al movimiento en el espacio, pero no al espacio mismo, que puede extenderse a un ritmo superior, no limitado por la velocidad de la luz. Por lo tanto, dos galaxias pueden separarse una de la otra más rápidamente que la velocidad de la luz si es el espacio entre ellas el que se dilata.

https://es.wikipedia.org/wiki/Universo

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Zerokkk

#11 El espacio-tiempo no se expande más rápido que la velocidad de la luz, y sólo lo ha hecho durante el período inflacionario. Lo que hay detrás de la zona de ceguera que tenemos respecto al comienzo de ese período, no lo conocemos, sólo concemos lo que tenemos delante (el universo observable), y en éste el espacio-tiempo no se ha expandido en ningúna dirección a mayor velocidad que la de la luz.

Por tanto, no me cuadra muy bien esa afirmación, y la verdad que hasta me sorprende leerla en wikipedia. Cito a #4 para aclaraciones/correcciones pero o este dolor de cabeza me tiene tocado, o ahí hay algo mal xD.

Que conste que me estoy refiriendo al universo observable, eh?

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mTh

(Perdonadme por la ausencia de tildes y enies, me he cargado sin querer la aplicacion de cambio de teclado y estoy en la config usa... y no puedo reiniciar ahora)

No podeis intepretar la finitud o la infinitud del universo asi.... No es una cosa creciendo en la nada, es el propio espacio tiempo expandiendose. El hecho de que el universo sea o no finito depende por completo de su geometria y de la dinamica de su expansion si es abierta y en expansion (acelerada o no) por ejemplo el universo es infinito a todos los efectos, porque es imposible medirlo de punta a punta. En cierto modo se puede decir que el universo es finito o infinito por definicion, por sus propiedades, incluso cuando estaba increiblemente concentrado. El hecho de que la materia que puebla el espacio este mas o menos cerca es irrelevante para esa definicion.

Las observaciones del fondo de radiacion de microondas apuntan a que el universo es plano, eso unido a la expansion acelerada te da un universo infinito.

Lo unico que te da el saber la edad, aproximada, del universo es el tamanio del universo observable (o lo que es lo mismo, el tamanio del universo que ha podido interaccionar casualmente a una velocidad maxima de c con cualquier otro punto) pero no el tamanio del universo entero.

Vitov

Gracias por las respuestas.

mTh

#12

Estas teniendo problemas conceptuales :P . No puedes asignar una velocidad a la expansion del universo. Lo unico que puedes hacer es calcular la velocidad de recesion entre dos masas en el universo.

Es decir, cuanto se estan "alejando" entre si debido a la expansion del universo. Para objetos suficientemente lejanos, es perfectamente posible que esa velocidad de recesion (que no es una velocidad de verdad) sea superior a la velocidad de la luz.

El periodo inflacionario es simplemente un periodo de expansion super-hiper-mega rapida.

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djtonight

#12 aquí lo tienes explicado por varias personas, la primera de ellas por Frank Heile, PhD in Physics from Stanford University

http://www.quora.com/How-can-it-be-understood-that-the-universe-is-93-billion-light-years-across-and-yet-only-13-8-billion-years-old-1

Zerokkk

#15 Gracias por las aclaraciones, como siempre! Realmente creo que de esto ya conocía bastante, pero el hecho de que la velocidad de separación de dos cuerpos (obviamente lejanos, y ahora entiendo el por qué) pueda ser mayor que la de la luz. Tiene su sentido a fin de cuentas.

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mTh

#17

Es la razon tambien por la que no puedes simplemente multiplicar edad del universo por velocidad de la luz y encontrar el tamanio del universo observable....porque tienes que tener el efecto que tiene la expansion del universo en toda la historia.

Hay que hacer calculitos con factores de escala y tener en cuenta conos de luz, horizontes y demas ya que hay que tener en cuenta cuando se emite la luz que vemos, cuando se recibe, donde esta el objeto que emitio esa luz ahora y eso...

El mejor articulo sobre patinadas tipicas de cosmologia es este:

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0310808

No es particularmente accesible si no se tiene ni idea de fisica, pero bueno.... a lo mejor le sirve a alguien.

1
B

Yo siempre había escuchado que el universo se expande más rápido que la velocidad de la luz, pero veo que no es cierto, no?

Nada puede superar la velocidad de la luz?

#5 No es infinito, simplemente está en constante expansión.

Una vez que el universo llegue a su máxima expansión, después comienza a contraerse?

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vene-nemesis

Aprovecho el hilo para realizar un par de preguntas, por que el núcleo de la tierra se mantiene liquido? Es por la presión del resto de la masa de la tierra?

Y, por que existe la ionosfera, no se supone que el hierro fundido es no magnético?

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mTh

#19

He respondido ya mas arriba sobre la velocidad de expansion y la finitud o no finitud del universo :)

Las teorias con rebote (con un hipotetico maximo seguido de una contraccion) tienen el problema de que ahora mismo no hay ningun mecanismo conocido que eventualmente invierta la tendencia.... las observaciones actuales nos dicen que el universo esta expandiendose, y cada vez mas rapido... necesitan un mecanismo que pare esa tendencia y le de la vuelta, que frene la expansion y que luego la invierta.

No es que no los haya, pero no tienen mucho peso experimental detras.

#20

Mi conocimiento de estructura terrestre es mas bien nulo.... pero el nucleo interno se tiene la idea de que es solido no? A esas presiones imagino que la temperatura de fusion de lo que sea que haya (Hierro? Alguien sabe de esto? parece mentira...) es increiblemente alto, superior al calor que hace alli.

El nucleo externo si que es liquido... supongo que materiales mas ligeros para los que la temperatura de fusion es mas baja.

1 respuesta
vene-nemesis

#21 vale, tenia datos erroneos, pero de todas maneras he visto que el nucleo está a 5400º C, que el punto de curie del hierro es de 1043ºK, entiendo que no es magnetico, pero se que existe un momento magnético que está relacionado con los momentos angulares y los spines de los electrones, y es aquí donde dejo de entender como es posible que se forme la ionosfera.

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djtonight

#22 No entiendo muy bien la duda sobre la ionosfera. Que yo sepa, la ionosfera (Capa de la atmósfera de mas de 80km de altitud) no tiene nada que ver con el núcleo de la Tierra.

Se le llama ionosfera porque está ionozada gracias a los rayos del sol. Al ser tan débil la presión atmosférica a esa altura la energía del sol al impactar con los átomos puede separar las cargas en electrones e iones.

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Fudan

#23 Habrá confundido la ionosfera con la magnetosfera.

Ahora que habéis sacado el tema del Big Crunch, siempre le he visto un fallo que a ver si me podéis decir hasta qué punto tengo razón.

En el Big Crunch la gravedad le gana la partida a la expansión del universo, ¿pero no habría siempre energía que no se recupera? Es decir, ahora mismo hay un montón de luz en lo que podríamos considerar el borde de nuestro universo escapando hacia el infinito, y esa luz dudo que se recuperase una vez la expansión del universo empezase a ser negativa. Por tanto cada nuevo universo sería menos energético que el anterior, y después de incontables iteraciones, esa materia perdida igual empieza a ser notable.

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B

#24 diria que la luz y todo lo que llegue a ese "borde" se curva, por lo que realmente no hay borde

imaginate en una nave super rapida llendo al limite, pues una ve, estas en ese limite el espacio estaria curvado como una pelota por dentro. Tu sentiras que sigues llendo el linea recta pero al acabar el eje X empezaria a ir por el eje Y siguiendo la curvatura

o asi lo imagino yo, que luego puede haber cualquier cosa que ignoremos mas alla de lo que podemos observar desde la Tierra

edit: asi que respondiendo a tu pregunta, la eneegia ni la materia se perderia por escapar del universo, sino que lo bordearia desde dentro

tloud

#19 Y si el tiempo como lo conocemos es relativo a la expansión del universo, cuando se contraiga cambiara la forma en que lo conozcamos también?

mTh

#24

Volveis a interpretar la expansion y la contraccion en términos clásicos... la expansion del universo es una creacion de espacio en TODOS los puntos, delante y detras de cualquier fotón que este yendo a cualquier parte, es una expansion métrica, la distancia entre 2 puntos (cualesquiera) es la que esta aumentando.

Por supuesto que en un evento de rebote, contraccion y big crunch todo acaba junto, porque eventualmente, la distancia entre todos los puntos, esten donde esten en el universo, sera muy pequeña. Da igual lo lejos que esten los fotones los unos de otros o de nosotros, o de cualquier otro punto del universo, al final, la distancia entre ellos se irá reduciendo hasta tener un big-crunch.

#22

Que sea magnetico es irrelevante... lo que importa es que sea conductor. Lo que pasa es que se forman corrientes de conveccion en el nucleo externo (el que es líquido), como si fueran dynamos gigantes, que generan y mantienen el campo magnético de la tierra.

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vene-nemesis

#27 Y las corrientes pueden inducir el paramagnetismo en el nucleo solido, no?

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mTh

#28

No no, ignora el nucleo sólido.

Las propias corrientes son las que generan el campo magnético... es como un conjunto de electroimanes, de espiras, en la wiki hay una foto muy buena para explicarlo (he hecho un mirror en imgur):

El hecho de que esen orientadas como estan, de norte a sur, es cosa de Coriolis, al menos según los modelos que hay de esto, que no se yo como de precisos son.

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B

#2 solo un peque;o apunte, la proporcion de elementos pesados no se explica "solo" con esos eventos, por eso ahora el siguiente paso es mirar colisiones entre estrellas de neutrones tambien :p .

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