¿Como nos encajamos ahí?

Exploradores del cosmos

El mundo medieval - Mapa que muestra el mundo antiguo en un hemisfério doble.

Para nosotros, los terrícolas, nuestro planeta parece ser el centro de todo, y no hace mucho tiempo se creía que la Tierra era el centro del universo. Sin embargo, esta idea está lejos de la verdad: en términos universales, la Tierra no es nada especial. Es solo un pequeño fragmento de roca orbitando una estrella común dentro de una galaxia ordinaria, situada en un rincón modesto del cosmos. El tamaño exacto del universo es desconocido, pero los astrónomos actualmente pueden detectar objetos tan distantes que la luz emitida por ellos ha viajado hacia nosotros durante unos 13 mil millones de años. Esto sitúa a tales objetos a una distancia de aproximadamente 123 sextillones de kilómetros, una distancia que trasciende nuestra capacidad de comprensión.

PEQUEÑO COSMOS: En tiempos medievales, antes de los grandes viajes de descubrimiento y exploración que comenzaron en el siglo XV, muchas personas creían que la Tierra constituía todo el universo. Era común la adhesión a la idea de una Tierra plana, donde viajar demasiado lejos significaba el riesgo de caer por el borde del mundo. La Figura arriba presenta un mapa medieval creado por Henricus Hondius en Ámsterdam en 1630. Este mapa fue coloreado a mano y se titula "Nova Totius Terrarum Orbis Geographica ac Hydrographica Tabula".

ESCALA DEL UNIVERSO: Nuestra insignificancia en el universo se evidencia en esta secuencia de imágenes, que va desde la vida a escala humana hasta la insondable vastedad del espacio intergaláctico. Una manera de comprender la escala del universo es considerar cuánto tiempo tomaría viajar de un lugar a otro a la velocidad de la luz, que es de 300,000 km/s. Los astrónomos frecuentemente utilizan el año luz, que equivale a 9.5 billones de kilómetros, como medida de distancias cósmicas. Por ejemplo, la luz del Sol tarda unos 8 minutos en llegar a la Tierra. La Figura abajo ilustra el universo en toda su extensión, desde las estructuras más grandes del universo observable hasta estructuras más pequeñas, como nuestro planeta. En el límite del universo observable, se observa que cuanto más lejos está un objeto, más rápido se aleja de nosotros; las galaxias más distantes se están alejando a velocidades cercanas a la de la luz. A estas distancias, pueden visualizarse estructuras complejas donde se forman galaxias. Los supercúmulos de galaxias existen dentro de este vasto cosmos. Una de estas estructuras, llamada supercúmulo local, contiene nuestro propio Grupo Local de Galaxias. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, se mueve en relación con otras en el grupo local, viajando hacia la galaxia de Andrómeda a aproximadamente 300,000 km/h. Mientras que llevaría solo unos cientos de miles de años alcanzar a nuestros vecinos galácticos más cercanos a la velocidad de la luz, llegar a la mayoría de las galaxias requeriría millones de años, y a las más distantes, miles de millones de años. La Vía Láctea gira, llevando a nuestro Sol alrededor de su centro una vez cada 230 millones de años, a una velocidad de 800,000 km/h. En el sistema solar, la Tierra está situada como el tercer planeta desde el Sol, y tomaría más de ocho minutos viajar hasta el Sol a la velocidad de la luz. El sistema solar también se mueve en relación con las estrellas cercanas, típicamente a 70,000 km/h. La Tierra orbita al sol una vez al año, moviéndose a más de 100,000 km/h. Además, la Tierra gira sobre su eje una vez al día, transportando a las personas en la mayor parte del mundo alrededor del eje a más de 1,000 km/h. Vista desde el espacio, la Tierra aparece azul debido a las vastas extensiones de agua en su superficie, con nubes blancas envolviendo el planeta.

El universo está lleno de estructuras en todas las escalas. Pero, ¿cómo se compara la Tierra en una escala celeste? Aquí presentamos la idea del vasto universo en el que vivimos.

NUESTRA VISIÓN DEL UNIVERSO: Observamos el universo desde una capa de estrellas que forma el disco de nuestra galaxia. La mayor densidad de estrellas se ve cuando miramos a lo largo del plano de este disco, dirección en la cual la galaxia se extiende por decenas de miles de años luz. En el cielo nocturno, esta densa franja es visible como la Vía Láctea. A ambos lados de la Vía Láctea, cuando miramos a través del disco perpendicularmente a su plano, vemos muchas menos estrellas. A través de la combinación de imágenes satelitales obtenidas desde todas las direcciones, hemos logrado capturar una visión general de cómo se ve el universo dentro de nuestra galaxia. La Figura abajo presenta nuestra galaxia, la Vía Láctea, en varias frecuencias y energías: desde las partes más energéticas del espectro electromagnético (radiación gamma) hasta las menos energéticas, como las ondas de radio. Cada imagen muestra el cielo completo en una proyección de Aitoff, alineada de manera que el plano galáctico corre horizontalmente por el centro; el centro galáctico está centrado en cada imagen. Todas las imágenes mapean la esfera celeste en forma ovalada, proporcionando una comprensión completa de la distribución y la energía de las estrellas en nuestra galaxia.

La Via Láctea, en coordenadas galácticas, vista en diferentes longitudes de onda del espectro eletromagnético.

EL UNIVERSO LOCAL: Desde el inicio de la Era Espacial, nuestro conocimiento sobre los planetas vecinos en el espacio ha crecido exponencialmente. En una impresionante jornada de descubrimiento que duró 12 años, las sondas Voyager visitaron los cuatro gigantes gaseosos de nuestro sistema solar: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. En 1990, la Voyager 1 miró hacia atrás, fuera del sistema solar, y capturó un "retrato de familia" que incluye seis de los planetas. Esta imagen consiste en un mosaico de 60 cuadros individuales, con cada planeta apareciendo como pequeñas manchas, evidenciando la inmensa vastedad del espacio. Además, con la ayuda de los telescopios más potentes, los astrónomos pueden observar galaxias en todas las direcciones. Una de las figuras muestra un gráfico de las posiciones de alrededor de dos millones de galaxias en una región específica del espacio, junto con una simulación computacional basada en el modelo cosmológico Lambda-CDM, que incluye materia oscura y energía oscura, demostrando un excelente ajuste con las observaciones. Un examen detallado revela que las galaxias no están distribuidas al azar, sino organizadas en cúmulos y supercúmulos que forman estructuras semejantes a láminas y filamentos interconectados alrededor de grandes vacíos, conocidos como vacuolas. Estas configuraciones conforman la estructura a gran escala del universo.

Arriba: La distribución de galaxias observada por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS) y la prevista por la Simulación Bolshoi. Abajo: El Retrato de Familia, o a veces llamado Retrato de los Planetas, es una imagen del Sistema Solar tomada por la Voyager 1 el 14 de febrero de 1990, a una distancia de aproximadamente 6 mil millones de kilómetros de la Tierra.