Starvard.Starvard.Starvard University · Astronomía
Conoce el cielo sobre ti: los planetas vecinos, la vida de las estrellas, los agujeros negros, las galaxias y cómo empezó todo. No se necesita telescopio.
Todo el curso en resumen
Doce lecciones, doce grandes ideas.
Las doce lecciones
Lección 1
El universo tiene unos 13.8 mil millones de años y por lo menos 93 mil millones de años luz de un extremo al otro, y la mayor parte es nada. Si el Sol fuera una canica, la estrella más cercana sería otra canica a 600 millas de distancia, con vacío en medio. El espacio no es en su mayoría estrellas. Es en su mayoría espacio.
Los trucos de escala ayudan. La luz del Sol tarda 8 minutos en llegar a ti; la de la estrella más cercana, más de 4 años; la de la gran galaxia más cercana, 2.5 millones de años. Cuando los números se vuelven ridículos, los astrónomos cambian de unidades: años luz para la distancia, y potencias de diez para todo lo demás. La habilidad no es memorizar los números. Es sentir cuánto vacío hay entre las luces.
Lección 2
Una estrella común, ocho planetas y muchos escombros sobrantes. Los cuatro planetas interiores son pequeños y rocosos (Mercurio, Venus, Tierra, Marte). Los cuatro exteriores son gigantes de gas y hielo (Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno). Más allá de Neptuno está el Cinturón de Kuiper, hogar de Plutón y de innumerables cuerpos helados, y mucho más lejos, la Nube de Oort, una capa de cometas a un año luz de distancia.
Todo orbita más o menos en el mismo plano porque todo el sistema colapsó a partir de una nube giratoria. Júpiter es el portero: su gravedad desvía cometas que de otro modo podrían golpear la Tierra. Y la Tierra está en la zona habitable, la banda ni muy caliente ni muy fría donde puede existir agua líquida. Ubicación, ubicación, ubicación.
Lección 3
La Luna es el único satélite natural de la Tierra, mide como una cuarta parte de la Tierra y es el objeto más observado del cielo. Probablemente nació de una colisión gigante: un cuerpo del tamaño de Marte chocó contra la Tierra primitiva, y los escombros se unieron para formar la Luna. Por eso las rocas lunares se parecen tanto a la corteza terrestre.
Las fases son simple geometría. La Luna no cambia; lo que cambia es el ángulo de la luz solar que la toca mientras orbita. La luna llena es la cara totalmente iluminada; la luna nueva es la cara oscura vuelta hacia nosotros. Las mareas vienen de la gravedad de la Luna que tira de los océanos, con el Sol agregando una atracción menor. Y sí, los humanos caminaron sobre ella: doce astronautas, seis alunizajes, de 1969 a 1972, y estamos volviendo.
Lección 4
El Sol concentra el 99.86% de la masa del sistema solar. Es una estrella de mediana edad y tamaño mediano, con unos 4.6 mil millones de años, que fusiona 600 millones de toneladas de hidrógeno en helio cada segundo. Esa fusión es la fuente de prácticamente toda la energía de la Tierra: la luz solar, el clima, la comida, los combustibles fósiles (luz solar antigua), todo.
Dentro de unos 5 mil millones de años se quedará sin hidrógeno, se hinchará hasta volverse una gigante roja que probablemente se trague a la Tierra, y luego se desprenderá de sus capas externas y se asentará como una enana blanca, enfriándose lentamente para siempre. No te preocupes por tu plan de retiro. Sí aprecia que cada día cálido es una estrella haciendo fusión nuclear a 93 millones de millas de distancia, solo para ti.
Lección 5
Las estrellas nacen cuando las nubes de gas colapsan por la gravedad hasta que el núcleo se calienta lo suficiente para la fusión. Las estrellas pequeñas, como las enanas rojas, sorben su combustible y pueden arder durante billones de años. Las estrellas grandes viven rápido y mueren jóvenes, agotando su combustible en millones de años y terminando en espectaculares explosiones de supernova.
Esas explosiones son la razón de que existas. La fusión construye elementos hasta el hierro; las supernovas forjan todo lo más pesado y lo esparcen por el espacio. El calcio de tus huesos, el hierro de tu sangre, el oro de un anillo: todo se hizo en estrellas moribundas. “Somos polvo de estrellas” no es poesía. Es química.
Lección 6
La luz viaja rápido (186,000 millas por segundo), pero no al instante. La luz solar tiene 8 minutos de antigüedad cuando te toca. La luz de la estrella más cercana partió hace más de 4 años. Cuando miras una galaxia a 10 mil millones de años luz, la estás viendo como era hace 10 mil millones de años, cuando el universo era joven. La astronomía es la única ciencia donde el pasado es directamente visible.
Así es también como conocemos la historia del universo. Las galaxias lejanas se ven más jóvenes y desordenadas, exactamente como se esperaría si el universo hubiera evolucionado con el tiempo. El fondo cósmico de microondas, un calor tenue que sobró del Big Bang, es visible en todas las direcciones: el resplandor de la creación, enfriado durante 13.8 mil millones de años hasta quedar apenas sobre el cero absoluto.
Lección 7
Las galaxias son ciudades gravitacionales de miles de millones de estrellas, además de gas, polvo y materia oscura. Vienen en varias formas: espirales como nuestra Vía Láctea, elípticas (masas redondas de estrellas viejas) e irregulares (las desordenadas). La Vía Láctea alberga entre 100 y 400 mil millones de estrellas, y es una de un estimado de dos billones de galaxias en el universo observable.
Las galaxias chocan y se fusionan, y la nuestra lo hará: dentro de unos 4 mil millones de años, la Vía Láctea y Andrómeda se estrellarán para formar una nueva elíptica gigante. Las estrellas están tan lejos unas de otras que pocas chocarán de verdad; las galaxias en su mayoría se atravesarán y se asentarán. Violencia cósmica, ejecutada con cortesía.
Lección 8
Un agujero negro es lo que queda cuando una estrella muy masiva colapsa: tanta masa en un espacio tan pequeño que la gravedad lo vence todo, incluso la luz. El “horizonte de eventos” es el punto sin retorno. Dentro de él, todos los caminos llevan hacia adentro. Pero no son aspiradoras cósmicas; de lejos, la gravedad de un agujero negro es solo gravedad. Podrías orbitar uno con seguridad, igual que los planetas orbitan estrellas.
Hemos fotografiado dos de ellos: el gigante de la galaxia M87 y Sagitario A*, el que está en el centro de nuestra propia galaxia, con cuatro millones de veces la masa del Sol. Las imágenes muestran gas caliente y brillante curvándose alrededor de una sombra oscura, exactamente como lo predijo la matemática de Einstein un siglo antes. Primero la teoría, después la foto: la ciencia en su mejor versión.
Lección 9
Hasta 1992, conocíamos cero planetas fuera de nuestro sistema solar. Ahora conocemos más de 5,000, y la cuenta sube cada mes. Los encontramos observando cómo las estrellas se tambalean (el tirón de la gravedad), se atenúan (un planeta que cruza por enfrente), o por imagen directa. La variedad es asombrosa: júpiteres calientes rostizándose cerca de sus estrellas, mundos oceánicos, planetas de diamante, planetas con dos soles.
La gran cacería busca planetas parecidos a la Tierra en zonas habitables, y biofirmas: gases en una atmósfera que la vida podría producir. Hemos encontrado candidatos prometedores, pero ninguna vida confirmada. La respuesta honesta a “¿estamos solos?” sigue siendo “no lo sabemos”, pero por primera vez en la historia tenemos las herramientas para comprobarlo de verdad.
Lección 10
El universo empezó caliente, denso y pequeño hace unos 13.8 mil millones de años, y desde entonces se ha estado expandiendo y enfriando. Eso es el Big Bang: no una explosión EN el espacio, sino la expansión DEL espacio mismo. La evidencia es triple: galaxias alejándose en todas las direcciones, el resplandor de calor sobrante en todas las direcciones, y las cantidades observadas de hidrógeno y helio que coinciden con las predicciones.
La parte extraña: la expansión se está acelerando, empujada por algo que llamamos energía oscura, que compone como el 68% de todo y que nadie entiende. Suma la materia oscura (27%, también misteriosa) y resulta que entendemos como el 5% del contenido del universo. La frase más honesta de la cosmología es “no lo sabemos”, y está haciendo mucho trabajo.
Lección 11
No necesitas un telescopio. Empieza con la Luna: incluso unos binoculares baratos revelan cráteres y montañas. Aprende unas cuantas constelaciones como puntos de referencia: la Osa Mayor, Orión, Casiopea. Los planetas son las “estrellas” brillantes que no titilan; Venus, Marte, Júpiter y Saturno son visibles a simple vista en los momentos adecuados.
Aléjate de las luces de la ciudad si puedes; la oscuridad es la mejora más barata. Deja que tus ojos se adapten durante 20 minutos. Usa una aplicación gratuita de mapas del cielo para identificar lo que estás viendo. Y mira hacia arriba seguido. El cielo es la única pantalla que nunca necesita cargarse y que lleva miles de millones de años presentando el mismo gran espectáculo.
Lección 12
Aquí está la frontera, lo que mantiene despiertos a los astrónomos por la noche. ¿Qué es la materia oscura? ¿Qué es la energía oscura? ¿El universo tuvo un principio verdadero, o es un ciclo? ¿Estamos solos? ¿Hay otra vida, inteligente o no, en algún lugar de esos dos billones de galaxias? Cada pregunta tiene gente inteligente, grandes telescopios y pistas parciales.
La mejor parte: son preguntas que se pueden responder, o al menos abordar. Están llegando nuevos telescopios que mapearán el universo temprano, olerán las atmósferas de los exoplanetas y quizá, solo quizá, descubran que no estamos solos. Aprendiste lo básico en once lecciones. La duodécima es una invitación: sigue mirando. El universo todavía está contando su historia.
Graduación
Trece punto ocho mil millones de años, dos billones de galaxias, una estrella común con ocho planetas y una especie de polvo de estrellas que aprendió a mirar hacia arriba y hacer preguntas. Esa es la historia hasta ahora, y ya conoces sus capítulos principales. Sal esta noche, encuentra la Luna y recuerda: su luz partió hace un segundo, la luz de las estrellas partió hace años, y algunos de esos fotones llevan viajando desde antes de que existieran los humanos. Mira hacia arriba seguido.
Sigue aprendiendo
Este curso forma parte de Starvard University, en busca de la grandeza.
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