El universo abarca todo lo que existe, incluyendo todo el espacio que nos rodea, la energía en ese espacio, e incluso el propio tiempo. Incluye la Tierra, la Luna, y los otros planetas, así como sus docenas de lunas, asteroides y cometas. Nuestro Sol, alrededor del cual orbitan los planetas de nuestro sistema solar, es solo una de los cientos de miles de millones de estrellas en la galaxia de la Vía Láctea. La mayoría de estas estrellas tienen sus propios planetas, llamados exoplanetas. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, es solo una entre miles de millones de galaxias en el universo observable, cada una de las cuales se cree que contiene un agujero negro supermasivo en su centro. Además de todo esto, el universo contiene otros componentes significativos conocidos como materia oscura y energía oscura, que, hasta ahora, siguen siendo indetectables para los astrónomos.
Aunque el universo parece ser un lugar vasto y extraño, no está tan lejos de nosotros. Dondequiera que estés, el espacio está a solo unos 100 kilómetros sobre tu cabeza, ya sea de día o de noche, adentro o afuera. Además, el espacio también existe debajo de nosotros, a 12 800 kilómetros bajo la superficie de la Tierra, del otro lado de nuestro planeta, que está rodeado por el vacío implacable del espacio y la radiación cósmica. Técnicamente, ya estamos en el espacio, ya que la expresión común «espacio exterior» sugiere una separación de la Tierra, cuando en realidad, la Tierra es solo una pequeña parte del vasto universo. El entorno alrededor de nuestro planeta es propicio para la vida, a diferencia de los demás planetas. Hasta ahora, la Tierra es la única excepción conocida que sostiene vida, ya que el resto del universo es en gran parte hostil e implacable.
¿Cuántos años tiene el universo?
Los científicos estiman que el universo tiene alrededor de 13.800 millones de años. Esta estimación se obtuvo midiendo la edad de las estrellas más antiguas y la tasa de expansión del universo. Al observar el corrimiento al rojo Doppler de la luz proveniente de las galaxias, que muestra que casi todas las galaxias se alejan unas de otras a gran velocidad, los científicos pudieron deducir la expansión del universo. Con el tiempo, la gravedad ralentizará el movimiento de las galaxias, y en un futuro lejano, las galaxias estarán tan alejadas que su luz ya no será visible desde la Tierra. Al medir la velocidad y la distancia de las galaxias, los científicos dedujeron que si pudiéramos retroceder lo suficiente en el tiempo, antes de que se formaran las galaxias y las estrellas comenzaran a fusionar hidrógeno en helio, los componentes del universo habrían estado tan juntos y calientes que los átomos no podrían formarse, y los fotones no tendrían a dónde ir, ya que todo estaba concentrado en un solo punto.
Es imposible determinar el lugar exacto donde ocurrió el Big Bang porque antes de esa explosión, el universo, el espacio, e incluso el tiempo tal como los conocemos no existían. El universo y el tiempo comenzaron con el Big Bang, expandiéndose desde un solo punto para formar el vasto universo que observamos hoy.
¿De qué está hecho el universo?
El universo contiene toda la energía y los elementos, principalmente en forma de átomos individuales de hidrógeno, el elemento atómico más simple compuesto por un protón y un electrón. Si un átomo de hidrógeno también contiene un neutrón, se llama deuterio. Cuando dos átomos o más se combinan, forman una molécula. Cuando trillones de átomos se unen, se forman partículas. Unas pocas toneladas de elementos adicionales como el carbono, el silicio, el oxígeno, el hielo y algunos metales crearían un asteroide. Si se combinaran 333,000 masas terrestres de hidrógeno y helio, obtendrías una estrella similar al Sol.
Por razones prácticas, los humanos clasifican las diferentes masas de materia en el universo según sus características, tales como galaxias, cúmulos estelares, planetas, planetas enanos, planetas errantes, lunas, anillos, cometas y meteoros. Todas estas son colecciones de materia que muestran diferentes propiedades pero que obedecen las mismas leyes naturales.
Cuando los científicos comenzaron a calcular estas masas de materia en el universo, notaron que nuestra galaxia, la Vía Láctea, contiene al menos 100 mil millones de estrellas, y el universo contiene al menos 100 mil millones de galaxias. Si todas las galaxias fueran del mismo tamaño, esto nos daría una estimación de alrededor de 10,000 billones de billones de estrellas. Sin embargo, el universo también parece contener una forma de materia y energía que no podemos ver ni observar directamente. Todas las estrellas, planetas, cometas, agujeros negros y otros objetos observables representan solo menos del 5% del universo. Aproximadamente el 27% está compuesto de materia oscura, y el 68% es energía oscura, ambos aún poco comprendidos. Los científicos los llaman «oscuros» porque no pueden observarlos directamente, al menos no todavía.
Comprensión humana del universo a lo largo del tiempo
A lo largo de los siglos, la comprensión humana del universo y su funcionamiento ha evolucionado. En tiempos antiguos, los humanos tenían poco o ningún medio para entender el universo, por lo que usaron mitos y leyendas para explicar el origen de todo, lo que probablemente reflejaba sus preguntas o miedos, incluso si estas respuestas eran incorrectas.
Hace unos siglos, cuando los humanos comenzaron a desarrollar matemáticas, escritura y nuevos principios de investigación en la búsqueda del conocimiento, estos mitos y leyendas fueron gradualmente dejados de lado, especialmente con la confianza en herramientas científicas que revelaron la verdadera naturaleza del universo. Hace solo unos cientos de años, cuando la gente comenzó a investigar sistemáticamente la naturaleza de las cosas, el término «científicos» ni siquiera existía; los investigadores eran entonces conocidos como «filósofos naturales». Desde entonces, nuestro conocimiento del universo ha avanzado mucho. Hace un siglo, los astrónomos observaron por primera vez galaxias más allá de la nuestra, y hace solo medio siglo que los humanos comenzaron a enviar naves espaciales a otros mundos por primera vez.
En nuestra era contemporánea, las sondas espaciales han viajado por el sistema solar exterior, enviando las primeras imágenes cercanas de los planetas gigantes exteriores y sus innumerables lunas. Los rovers han recorrido por primera vez la superficie de Marte, los humanos han construido una estación espacial en órbita alrededor de la Tierra con una tripulación permanente, y los primeros grandes telescopios espaciales han ofrecido vistas espectaculares de partes más distantes del universo que nunca antes. Solo a principios del siglo XXI, los astrónomos descubrieron miles de planetas orbitando otras estrellas, detectaron ondas gravitacionales por primera vez y produjeron la primera imagen de un agujero negro. Con los continuos avances de la tecnología y el conocimiento, los humanos continúan descubriendo nuevos secretos del universo, pero aún quedan muchas cosas desconocidas. La mayoría del universo que puede conocerse sigue siendo un misterio para nosotros. Aunque explorarlo no es una tarea fácil, dado que el universo tiene alrededor de 14 mil millones de años, nuestro sistema solar tiene 4.6 mil millones de años, la vida en la Tierra ha existido durante aproximadamente 3.8 mil millones de años, y los humanos han estado aquí solo por unos cientos de miles de años. En otras palabras, el universo ha existido alrededor de 56,000 veces más tiempo que nuestra raza humana. Claramente, todavía tenemos muchas preguntas esperando respuestas, y nuestro conocimiento actual es solo un comienzo. Aún quedan muchos descubrimientos por venir.
¿Hay otras formas de vida en el universo?
A medida que la humanidad adquiere una comprensión más amplia del universo y recopila evidencia de miles de mundos, una antigua pregunta nos persigue: ¿existen otras formas de vida allá afuera? Es una pregunta válida con dos partes. Por un lado positivo, ahora sabemos mucho más que todas las generaciones anteriores que nuestra galaxia está llena de exoplanetas, algunos de los cuales son rocosos y de tamaño similar a la Tierra y tienen los ingredientes necesarios para la vida, como agua y fuentes de energía. Por otro lado negativo, observar signos potenciales de vida microbiana en las atmósferas de estos planetas actualmente está fuera de nuestro alcance, ya que carecemos de la tecnología avanzada para verificar esto. La tecnología que poseemos consiste en telescopios limitados a la observación a distancia y el envío de resultados por radio, y las sondas espaciales aún no han llegado a estos lugares para una verificación más profunda.
Aunque las posibilidades de encontrar vida en otros lugares siguen siendo desconocidas, es justo decir que las posibilidades mejoran, ya que existe una lista conocida de datos necesarios para identificar planetas capaces de albergar vida, aunque esta lista es altamente especulativa. Esta lista es conocida como la «ecuación de Drake», propuesta por el astrónomo Frank Drake en 1961. Sin embargo, hasta la fecha, esta lista permanece vacía. Los científicos de la NASA sugieren que si desarrollamos y lanzamos un telescopio espacial lo suficientemente potente, podríamos determinar si existe vida avanzada o vida biológica en otros planetas.
Actualmente, los científicos utilizan la escala de la zona habitable, que ayuda a identificar planetas que pueden sustentar
la vida, similar a la Tierra. Cada estrella, como nuestro Sol, tiene una región específica a su alrededor que es lo suficientemente caliente como para mantener agua líquida y tener una atmósfera adecuada. En nuestro sistema solar, la Tierra se encuentra cómodamente en la zona habitable del Sol, Venus está en el límite interior, mientras que Marte está cerca del límite exterior. Al determinar la distancia entre un planeta y su estrella, el tamaño de la estrella y la cantidad de energía que emite, podemos estimar si un planeta se encuentra en la zona habitable. Si la estrella es grande y caliente, la zona habitable estaría más lejos, y si es más pequeña y fría, la zona estaría más cerca.
En el último cuarto de siglo, se han confirmado miles de exoplanetas en la galaxia de la Vía Láctea, que potencialmente alberga trillones de planetas, y se espera que se descubran miles más en los próximos años. Herramientas como la escala de la zona habitable ayudarán a los cazadores de planetas a clasificar estos rangos crecientes para identificar los candidatos más probables para sustentar la vida. Sin embargo, hay algunos que se oponen al uso de esta escala porque es una estimación basada solo en cálculos sin confirmación de sus componentes, como la atmósfera y sus gases, que pueden no ser adecuados. Prefieren usar telescopios avanzados, aunque otros argumentan que incluso estos son insuficientes porque podría haber vida bajo los océanos helados de otros planetas, que ni siquiera los telescopios más avanzados pueden detectar. Algunos también sugieren la posibilidad de recibir una onda de radio de una vida inteligente en el universo o detectar una señal que indique la presencia de compuestos industriales como los clorofluorocarbonos en una atmósfera, que solo pueden formarse con intervención humana.
