Universo
El universo es una esfera infinita cuyo centro está en todas partes, y la circunferencia en ninguna...
Blas Pascal
La aspiración de representar la estructura de todo el mundo que nos rodea siempre fue una de las necesidades indispensables de la humanidad en su desarrollo. ¿Qué estructura tiene el mundo? ¿Por qué existe? ¿Dónde apareció? Son ejemplos de eternas preguntas. Estas preguntas se planteaban los hombres todavía en aquellos tiempos cuando aún no existía la verdadera ciencia y luego, cuando el conocimiento surgía y se iba fortaleciendo comenzó su interminable avance en búsqueda de la verdad.
En cada etapa histórica predominaban diversas concepciones sobre el universo. Estas concepciones reflejaban aquel nivel de conocimientos y experiencia en el estudio de la naturaleza, el que se alcanzaba en la correspondiente etapa de desarrollo de la sociedad. A medida que se ampliaban la escala espacial (y del tiempo) de la parte del universo conocida por el ser humano, también se iban cambiando las concepciones cosmológicas. Como primer método cosmológico con argumentación matemática puede ser considerado el sistema geocéntrico del mundo de Ptolomeo (siglo II). En el sistema de Ptolomeo en el centro del universo estaba inmóvil la Tierra esferoidal, y a su alrededor giraban la Luna, el Sol y los planetas, movidos por un complejo sistema de circunferencias -epiciclos y diferencias-, y además, todo esto estaba dentro de una esfera de estrellas inmóviles. Este sistema describía algunos aspectos en lo esencial, del universo, correctamente.
¿Qué es lo que era correcto en este sistema? Lo era la concepción de nuestro planeta como cuerpo esferoidal, pendiente libremente en el espacio; lo era también el que la Luna gira alrededor de la Tierra. Todo lo restante no correspondía con la realidad. El sistema del mundo de Ptolomeo dominó en la ciencia cerca de mil quinientos años. Después fue sustituido por el sistema heliocéntrico del mundo de Nicolás Copérnico en el siglo XVI. En realidad, como se sabe ahora, el sistema de Copérnico no era un sistema del mundo, sino el esquema de la estructura del Sistema Solar, el Sol en el centro y los planetas girando a su alrededor, y en este sentido era correcto.
En lo sucesivo la ampliación extraordinaria de la escala del mundo investigado, a consecuencia de la invención y perfeccionamiento de los telescopios redundó en beneficio de la concepción del universo estelar. Por fin, al principio del siglo XX surgió la concepción sobre el universo como de un mundo de galaxias (una metagalaxia).
La cosmología moderna surgió a principios del siglo XX, después de haber creado Alberto Einstein la teoría relativista de la gravedad (TGR, teoría general de la relatividad). El primer modelo cosmológico relativista, basado en la nueva teoría de la gravitación, que pretendía describir todo el universo fue concebido por Einstein en el año 1917. Sin embargo, el modelo describía un universo estático y, como lo han comprobado investigaciones astrofísicas, resultó incorrecto.
El matemático soviético, A. Friedmann obtuvo en los años 1922-1924 las soluciones generales de las ecuaciones de Einstein, aplicadas a la descripción de todo el universo. Resultó que en el aspecto general, estas soluciones describían el universo que va cambiando en el transcurso del tiempo. Los sistemas estelares que llenan el espacio no pueden hallarse en posición media a una distancia invariable uno de otro. Ellos deben ora alejarse, ora acercarse recíprocamente. La deducción de Friedmann significaba que el universo debe o expansionarse, o contraerse. El astrónomo estadunidense, E. Hubble, basándose en observaciones astrofísicas, descubrió en el año de 1929 la expansión del mundo de galaxias que nos rodea y la expansión del universo, lo que confirma que las conclusiones de Friedmann eran correctas.
En esos años fue propuesta por G. Gamow la llamada teoría del universo caliente. En esta teoría se examinaban las reacciones nucleares que transcurrían en la sustancia muy densa en el mismo inicio de la expansión del universo, suponiéndose que la temperatura de la sustancia era elevada (de aquí el nombre de la teoría) y se reducía durante la expansión. Y, a pesar de que en las primeras versiones de la teoría había considerables fallos -eliminados en lo sucesivo-, ésta pudo hacer dos pronósticos que pudieron ser comprobados con las observaciones realizadas. La teoría predecía que la sustancia, de la que se formaban las primeras estrellas y galaxias, debía consistir básicamente en hidrógeno (aproximadamente en 75%) y helio (cerca de 25%), la existencia de otros elementos químicos era insignificante. La segunda conclusión de la teoría consistía en que en el universo actual debe existir una débil radiación electromagnética, que ha quedado de la época de enorme densidad y temperatura de la sustancia. Esta radiación, enfriada durante la expansión del universo, fue determinada por el astrofísico Shlovski radiación relicta.
Los físicos estadunidenses A. Penzias y R. Wilson descubrieron en el año 1965 la radiación relicta, por lo que en el año 1978 fueron galardonados con el premio Nobel.
Los sistemas estelares -las galaxias- consisten en cientos de miles de millones de estrellas. Con frecuencia sus dimensiones alcanzan decenas de miles de parsecs. A su vez, las galaxias se reúnen en grupos y cúmulos. Las dimensiones de grandes cúmulos pueden ascender a varios millones de parsecs (Mpc). Aún existen mayores por su escala condensaciones y rarefacciones de la distribución de galaxias. No obstante, comenzando por una escala de varios cientos de millones de parsecs y mayor, la distribución de la sustancia en el universo se puede considerar homogénea.
