jueves, 2 de febrero de 2017

Estructura a gran escala del universo. Actualizado – IdeasYCiencia

Todos conocemos a grandes rasgos, incluso los no iniciados en física y cosmología, la estructura de nuestro sistema solar: un astro central con una gran masa a la que orbitan, normalmente sobre el mismo plano y en la misma dirección de giro varios cuerpos (planetas) a distancias cada vez mayores. Al astro central lo llamamos Sol y uno de los planetas la Tierra.

ESO_-_Milky_WayLa Vía Láctea, la zona más brillante esconde su centro, con un agujero negro super masivo.

En este articulo no hablaré de nuestro sistema solar sino de estructuras mayores, significativamente mayores y pondré en su lugar a nuestro sistema solar dentro del gran todo del universo en el que vivimos.

Cada estrella suele estar, la mayoría de las veces, integrada en una estructura mayor que llamamos galaxia. Las hay de múltiples tipos según su origen, masa, forma, dinámica y edad en millones o miles de millones de años.

Nosotros viajamos con nuestro sistema solar dentro de la Vía Láctea, nuestra galaxia, por este vasto universo.

La Vía Láctea

Con un diámetro de unos 100.000 años luz y un grosor sobre los 1000 años luz contiene aproximadamente unos 500.000 millones de estrellas, aproximadamente la mitad de las de nuestra galaxia más cercana, Andrómeda.

Andromeda_Galaxy_(with_h-alpha)La gran galaxia M32 Andrómeda, visible a simple vista en condiciones favorables.

El Sol, situado a 26000 años luz del centro de la Vía Láctea, completa una revolución (un giro completo) cada 225 millones de años. A su vez tiene un movimiento de oscilación de arriba a abajo con un periodo de 70 millones de años a través del plano galáctico. La velocidad de traslación del Sol se cifra en unos 220 km/s y nosotros, claro, nos movemos con el a esa velocidad.

ViaLacteaEl punto amarillo marca la posición del sistema solar.

Su edad estimada es de cerca de 14000 millones de años. Comparativamente nuestro planeta ronda los 4500 – 5000 millones de años.

MilkyWay-fulVista de la Vía Láctea en la que se aprecia los brazos espirales.

Nuestra galaxia es espiral con brazos curvados y barrada, es decir, con una acumulación lineal de estrellas en su centro. El Sol se sitúa en una brazo local, no en ninguno de los dos brazos espirales principales (Perseus y Scutum-Centaurus). El punto rojo marca el centro galáctico y el amarillo la posición del Sol.

ViaLactea_desde_AndromedaVisión de la Vía Láctea desde Andrómeda.

El Grupo Local

Empezamos nuestro viaje hacia lo inmensamente grande.

Nuestra galaxia, con una masa y tamaño respetable, viaja por el universo en compañía. Edwin Hubble, uno de los mejores astrónomos de la historia, acuñó el término de Grupo Local para describir este conjunto de galaxias que mantienen una dirección común en su movimiento por el universo ligadas por fuerzas gravitatorias mutuas.

GrupoLocalEl Grupo Local, su centro de masas se localiza entre Andrómeda y Vía Láctea.

Este grupo está formado por alrededor de 30 galaxias (actualmente se cifra en 36) y sus integrantes más destacados son Andrómeda y la Vía Láctea. Al ser estas dos las de mayor importancia, el centro de masas del grupo Local se encuentra en algún punto de la línea entre ambas, más cercano a Andrómeda.

La distancia entre Andrómeda y la Vía Láctea se estima en 2.5 millones de años luz.

El Grupo Local también tiene un movimiento propio y una velocidad de traslación respecto al fondo de radiación de microondas fósil (la verdadera referencia de medida de velocidad en el universo).

Este fondo de radiación de microondas consiste en las radiaciones electromagnéticas (fotones) emitidas en los primeros estadios de la evolución del universo, en el momento en el que la densidad de materia permitió la propagación de la radiación electromagnética (el universo, anteriormente no era “transparente” en lenguaje sencillo).

El Súper Clúster local o Súper Clúster de Virgo

El Grupo Local junto con otras agrupaciones de galaxias similares forman un súper cúmulo o súper clúster de galaxias, es el llamado súper cúmulo de Virgo. Su tamaño ronda los 110 millones de años luz de diámetro, unas dimensiones enormes y encierra una cantidad ingente de masa.

SuperClusterVirgoSúper Clúster de Virgo, dentro de él se acomoda el Grupo Local.

Como observaréis se adivina una estructura filamentosa, los grupos de galaxias se colocan en el espacio a lo largo de estructuras alargadas con grandes vacíos aproximadamente esféricos alrededor de ellos. Es consecuencia de las fluctuaciones de densidad en los primeros momentos tras el Big Bang, en los tiempos en que se emitió la radiación que ahora forma el omnipresente fondo de radiación de microondas.

Esta radiación primordial se emitió a 3000 K (Kelvin) cuando el universo contaba con unos 380 000 años de vida, fue en el momento en que el universo se volvió transparente a la radiación y los fotones pudieron vagar libremente sin ligaduras con la materia. Su temperatura actual es de unos 2.73 K (curiosamente la temperatura de fusión del hielo de agua dividido entre 100 en Kelvins…)

El súper clúster de Virgo se mueve por el espacio a una velocidad de unos 600 km/s hacia un gran conjunto de galaxias llamado el Gran Atractor, una súper estructura cuya masa está cifrada en unas 10 000 Vías Lácteas.

El Súper Clúster Local

El Súper Clúster de Virgo forma con otros Súper Clusters un conjunto mucho mayor llamado Súper Clúster Local.

LocalSuperClustersEl Súper Clúster Local.

El tamaño de esta estructura ya resulta difícilmente imaginable.

Parte de Abell 3558, el centro del súper clúster Shapley. La mayor concentración de masa del universo.

El movimiento aparente del Súper Clúster de Virgo es el que se muestra en la imagen, hacia el Súper Clúster de Shapley, del que nos separan unos 550 millones de años luz:

GranAtractor

Como vemos, la macro dinámica del universo y sus componentes es determinada por la fuerza de la gravedad, cuyo alcance espacial es infinito y transmite  su influencia a velocidad de la luz (velocidad muy elevada pero no infinita).

Por otro lado quiero resaltar que la materia convencional se sitúa sobre estructuras filamentosas que rodean ingentes espacios vacíos de simetría aproximadamente esférica.

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