Anexo
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Un evento importante sucede a los 380.000 años de edad del universo: la temperatura baja a 3.000 grados Kelvin, suficientemente baja para permitir la formación de átomos neutros. Antes de la formación de átomos neutros la luz no podía viajar libremente de un extremo a otro del universo, por el contrario, los electrones libres formaban un medio difuso y opaco para la luz, como una nube densa. Cuando los electrones libres son absorbidos por los átomos recién formados el medio cambia repentinamente de difuso a transparente para la radiación. Se origina así un fondo cosmológico de radiación (o radiación cósmica de fondo). LA RADIACIÓN CÓSMICA DE FONDO En las condiciones de alta temperatura y densidad que se encuentran en las primeras etapas del universo los fotones tienen mucha energía y por lo tanto se comportan como partículas. Estas partículas (fotones) sufren muchos choques haciendo que el medio sea opaco. Cuando el universo tiene una edad de 380.000 años se forman átomos neutros. En este proceso los electrones libres quedan atrapados en los átomos y como consecuencia los fotones pueden viajar libremente. La luz ahora se propaga libremente y constituye un fondo de radiación constante en el universo.  FORMACIÓN DE ESTRUCTURA Una vez generada la radiación cósmica de fondo, pasan muchos millones de años muy aburridores para la historia del universo. No pasa nada excepto la continuación de la expansión y el enfriamiento. Durante esta época el universo es oscuro, como una bola de gas que alcanza el equilibrio termodinámico. No hay estrellas o galaxias que emitan rayos de luz. La única forma de radiación es la radiación cósmica de fondo proveniente del Big Bang, que se enfría en forma proporcional a la expansión del espacio. Pero, IMPORTANTE: las pequeñas fluctuaciones en la distribución de la materia se amplifican por la acción de la gravedad. Éste es el principio de la formación de estrellas, galaxias y estructuras mayores.  Comenzando a los 200 millones de años de edad del universo las nubes más densas colapsan por la acción de la gravedad y se convierten en las primeras estrellas. Las galaxias se forman por agregación de estrellas y nubes de gas a partir de los 700.000 años, y más adelante las galaxias se agrupan en sistemas mayores. El proceso de formación de estructura aun continua hoy con cúmulos galácticos y super-cúmulos que encierran una masa total equivalente a 10.000.000 de millones de soles (= 1014 masas solares). LAS PRIMERAS ESTRELLAS La época oscura del universo termina cuando aparece la luz de las primeras estrellas a los 200 millones de años después del Big Bang. Dentro de las nubes que se forman por colapso gravitacional existen regiones con mayor concentración de masa. El colapso de estas nubes de materia primordial se produce con la ayuda de la gravedad proveniente de la materia oscura en el universo. En estas nubes superdensas la energía gravitacional se convierte en calor, sube la temperatura y la presión y comienza el proceso de fusión nuclear haciendo que las primeras estrellas brillen. La luz de las primeras estrellas alcanza a ionizar los átomos del medio interestelar. Por esta razón a esta época se le llama de re-ionización. Vuelven a aparecer electrones libres con los que se dispersa la radiación cósmica de fondo, dejando una huella característica en este fondo de radiación. Las primeras estrellas solo tienen hidrógeno y helio, pero en sus núcleos se forman elementos químicos más pesados y cuando estas llegan al término de su vida, algunas se convierten en supernovas que explotan enriqueciendo el medio interestelar con los nuevos elementos químicos que aparecerán en estrellas formadas posteriormente.  Basados en observaciones muy cuidadosas, los astrónomos han podido determinar que el universo está compuesto de aproximadamente 100 mil millones de galaxias. Las galaxias normalmente se encuentran agrupadas en cúmulos, pero tomado en conjunto el universo parece ser uniforme. Las distancias entre galaxias son colosales (varios millones de años luz). El tamaño del universo es inimaginable: a la velocidad de la luz tardaríamos 30.000 millones de años para ir de un extremo a otro del universo.  |
