Modelos Cosmológicos: De la Antigüedad al Big Bang

Modelo Geocéntrico

Fueron filósofos griegos quienes hicieron las primeras especulaciones sobre la estructura del universo. Aristóteles planteaba un modelo geocéntrico del universo, esto es, con la Tierra en el centro y los demás cuerpos celestes girando a su alrededor. Estos cuerpos deberían moverse por esferas transparentes con un movimiento circular uniforme, que en la antigüedad se consideraba la forma más perfecta del movimiento.

El astrónomo griego Ptolomeo, en el siglo II d.C., propuso un modelo geocéntrico del universo más perfeccionado que el de Aristóteles. Este modelo consideraba que la Tierra era el centro del universo y que la Luna, el Sol y los planetas conocidos giraban en órbitas circulares. El modelo de Ptolomeo explicaba las observaciones celestes, como la posición de las estrellas y el movimiento de los planetas, y sirvió de base para elaborar precisas tablas astronómicas que permitían predecir con exactitud las posiciones de los cuerpos celestes.

Modelo Heliocéntrico

Aristarco de Samos ideó un modelo heliocéntrico en el que era la Tierra la que giraba alrededor del Sol hacia el año 280 a.C. Esto no tuvo muchos seguidores, ya que se consideraba la Tierra como el lugar más importante y el centro del universo.

El astrónomo Copérnico cuestionó el modelo geocéntrico. Este astrónomo observó que los planetas Venus y Mercurio tenían un brillo variable, de lo que dedujo que su distancia a la Tierra no podría ser fija. Propuso un modelo en el cual la Tierra giraba alrededor del Sol, como los demás planetas, al tiempo que la Luna daba vueltas alrededor de la Tierra. Copérnico todavía creía que los movimientos de los cuerpos del sistema solar eran circulares y conservó la idea de los epiciclos superpuestos a las órbitas descritas por los planetas alrededor del Sol.

El italiano Galileo Galilei construyó el primer telescopio y lo utilizó para escudriñar el firmamento. Observó la existencia de satélites que giraban alrededor de Júpiter. Así, tuvo evidencia de que algunos cuerpos celestes no giraban alrededor de la Tierra.

Modelo Actual del Universo: La Teoría del Big Bang

Los descubrimientos realizados en el siglo XX pusieron de manifiesto que ni la Tierra ni el Sol son el centro del universo. Sabemos que el Sol es una estrella que forma parte de la galaxia llamada Vía Láctea. No está, sin embargo, en el centro de la galaxia, sino en uno de sus brazos espirales.

El astrónomo Hubble descubrió que el universo está en expansión. Detectó un corrimiento hacia el rojo en la radiación electromagnética procedente de las estrellas, que indica que estas se alejan continuamente. La expansión del universo hizo pensar a los científicos que al principio debían de estar muy cerca unas de otras. Así surgió la teoría del Big Bang: al principio, toda la materia y la energía estaban concentradas en un punto. Entonces se produjo una gran explosión a partir de la cual la materia se dispersó; después, las partículas formaron átomos y estos se combinaron para formar estructuras más complejas.

El modelo actual del universo no puede considerarse definitivo. La teoría del Big Bang aún presenta dificultades, por ejemplo, el preciso instante del Big Bang.

Conceptos Fundamentales de Física

• Fluidez: Llamamos fluidez o capacidad de fluir a la propiedad de los fluidos de deslizarse a través de canales y orificios, adoptando la forma del recipiente que los contiene.
• Presión Hidrostática: La presión hidrostática en un punto de un líquido es directamente proporcional a la densidad del líquido y a la profundidad a la que se halla el punto.
• Prensa Hidráulica: Sobre el émbolo A, cuya superficie S_A es muy pequeña, se aplica una fuerza externa F_A. La presión debida a esta fuerza se transmite por el líquido que llena la prensa hasta el émbolo B, cuya superficie S_B es muy grande, y ejerce sobre este una fuerza F_B. La fuerza obtenida F_B es mucho mayor que la fuerza aplicada F_A, puesto que la presión es la misma en todos los puntos del líquido, pero la superficie S_B es mucho mayor que S_A. La aplicación usual de la prensa hidráulica consiste en comprimir algún cuerpo colocado sobre el émbolo de mayor sección, apretándolo contra un tope fijo situado sobre él.
• Principio de Arquímedes: Cualquier cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido está sometido a una fuerza de empuje, dirigida hacia arriba, igual al peso del líquido desalojado.
• Presión Atmosférica: Es la fuerza por unidad de superficie que ejerce la atmósfera sobre los cuerpos situados en su interior.

Meteorología: Frentes, Mapas y Centros de Presión

• Formación del Frente Frío: Una masa de aire frío empuja a una masa cálida y la desplaza hacia arriba. Lleva asociado un descenso de temperaturas, vientos y precipitaciones.
• Frente Cálido: Una masa de aire cálido avanza reemplazando a una masa de aire frío que retrocede. Lleva asociado un aumento de temperatura y de humedad y, ocasionalmente, precipitaciones.
• Mapas Meteorológicos:
  • Se presenta la presión atmosférica registrada en varios observatorios. Para expresarla, los meteorólogos utilizan habitualmente como unidad el milibar (mbar) o el hectopascal (hPa).
  • Se unen todos los puntos con el mismo valor de la presión mediante una línea llamada isobara. Sobre las isobaras suele indicarse con una flecha la dirección del viento.
  • Se escribe «A» en el centro de los anticiclones y «D» en las depresiones.
• Anticiclón: Centro de altas presiones. Llevan asociados tiempo estable, sin nubes ni precipitaciones.
• Depresión (o Borrasca): Es un centro de bajas presiones. Llevan asociado un tiempo inestable, con nubes y precipitaciones.