En esta imagen infrarroja de la bahía de Nápoles destaca claramente el Vesubio, volcán cuya última erupción tuvo lugar en 1944. La ciudad de Nápoles se halla en la costa, en el centro a la izquierda.
El rojo corresponde a la vegetación, y el gris azulado a la ausencia de ésta (las dos zonas urbanas y la roca desnuda).
Obsérvese la abundante vegetación que hay en las fértiles laderas del volcán, formando un anillo en torno al cono central. El Vesubio es célebre por su catastrófica erupción en el año 79 d.C, que sepultó las ciudades romanas de Herculano (al este de la actual Nápoles) y Pompeya (en la planicie del sudeste del volcán) con 23 metros de cenizas y residuos volcánicos.

Es el modelo que describe un universo en expansión que contiene materia y radiación, aunque sin constante cosmológica. Dicho universo es a la vez homogéneo e isótropo. Existe, de hecho, una familia de dichos universos incluyendo aquellos que se expanden siempre (universo abierto), aquellos que finalmente colapsan (universo cerrado) y el ejemplo particular de universo de Einstein-de Sitter, que tiene una densidad crítica de materia. La geometría del espacio-tiempo en estos universos está descrita por la métrica de Robertson-Walker y es, en los ejemplos precedentes, curvado negativamente, curvado positivamente y plano, respectivamente. Los modelos de Friedmann, creados por el matemático ruso Alexander Alexandrovich Fierdmann (1888-1925), constituyen la base de la teoría del Big Bang.

La cosmología es la ciencia que estudia la estructura y la evolución del Universo. La cosmología observacional se ocupa de las propiedades físicas del Universo, como su composición química, densidad y velocidad de expansión, además de la distribución de galaxias y cúmulos de galaxias. La cosmología física intenta comprender estas propiedades aplicando leyes conocidas de la física y la astrofísica. La cosmología teórica construye modelos que dan una descripción matemática de las propiedades observadas del Universo basadas en esta comprensión física. La cosmología también tiene aspectos filosóficos, o incluso teológicos, en el sentido de que trata de comprender por qué el Universo tiene las propiedades observadas. Las áreas más activas de investigación en cosmología incluyen: búsqueda de galaxias a gran escala para representar la distribución de materia a escalas cosmológicas, de acuerdo a la relación desplazamiento al rojo-distancia; investigación de las fluctuaciones de temperatura de la radiación de fondo cósmica y sus implicaciones en las teorías de formación de galaxias; construcción de la escala de distancias cosmológica utilizando observaciones de estrellas situadas en galaxias distantes, y búsqueda de materia oscura e identificación de su naturaleza.

La cosmología teórica se basa en la teoría de la relatividad general, la teoría de Einstein de la gravitación. De todas las fuerzas de la naturaleza, la gravedad es la que tiene efectos más intensos a grandes escalas y domina el comportamiento del Universo en su conjunto. La relatividad general permite a los cosmólogos crear modelos matemáticos que describen las relaciones entre el espacio-tiempo y los contenidos de materia del Universo. Todas las teorías cosmológicas incorporan el principio cosmológico, que establece que el Universo parece más o menos igual en todos los lugares. La teoría cosmológica estándar se denomina teoría del Big Bang, y se basa en una solución particular de las ecuaciones de la relatividad general, denominada universo de Friedmann. La teoría del Big Bang está avalada por un gran número de evidencias observacionales y es aceptada por la mayoría de los cosmólogos.

Además la cosmología dispone de otras ramas, que son la cosmología cuántica, la cosmología jerárquica y la cosmoquímica.

La cosmología cuántica es el estudio de las etapas muy tempranas del Universo después del Big Bang, incluyendo las propiedades de la singularidad y los de la era de Planck en general. Este campo es muy especulativo dado que requiere una comprensión de los efectos gravitacionales cuánticos, y no existe todavía una teoría de la gravedad cuántica satisfactoria.

La cosmología jerárquica es la teoría cosmológica en la que el Universo tiene estructuras en todas las escalas, desde las galaxias individuales a los cúmulos de galaxias, a los supercúmulos, y así sucesivamente sin fin. Cada nivel de la jerarquía se supone que parece como un aumento de las escalas más pequeñas. Un universo jerárquico no es homogéneo a grandes escalas y, por tanto, no es consistente con el principio cosmológico. Las observaciones sugieren que nuestro Universo es aproximadamente jerárquico en escalas de hasta quizás 100 millones de años luz, aunque a partir de ahí se vuelve homogéneo.

La cosmoquímica es la ciencia que estudia las reacciones químicas que ocurren de forma natural en el espacio. Las moléculas se forman en el espacio a muy bajas temperaturas (por ejemplo, 20 k) y a presiones mucho menores que las alcanzables en cualquier laboratorio de la Tierra. Muchas reacciones cosmoquímicas involucran sólo gases. Una clase particular de reacciones son las que ocurren entre los iones y las moléculas. En algunos casos las partículas de polvo juegan un papel importante sirviendo como superficie en la que los átomos, iones y moléculas pueden adherirse y reaccionar. El polvo también actúa como escudo y evita que la luz del Sol rompa las moléculas de nuevo. Muchas especies químicas que son inestables en la Tierra pueden existir en el espacio, y son detectables por sus líneas espectrales en longitudes de onda de radio, infrarrojos, ópticas o ultravioletas.

Galaxia esferoidal enana (tipo dSph) situada en el grupo local de galaxias, descubierta en 1994 en la constelación de Sagitario y comparable en tamaño a la Galaxia Espiral de Formax. Tiene aproximadamente 1,3 x 10^7 veces la luminosidad del Sol y al menos 10.000 años luz de diámetro. La Galaxia Enana de Sagitario se halla a unos 80.000 años luz del centro de nuestra Galaxia, siendo su satélite más próximo. Se encuentra en el lado más alejado de la Galaxia visto desde la Tierra, y parece estar siendo estirada por intensas perturbaciones de marea a medida que se fusiona con nuestra Galaxia.

Me preguntan a través del correo electrónico que es la muerte térmica del universo. Bien trataré de explicarlo brevemente y de manera sencilla.

Es el destino a largo plazo del Universo, de acuerdo con las leyes de la termodinámica, en el que toda la materia alcanzará finalmente la misma temperatura. En estas condiciones no existe energía disponible para realizar trabajo y la entropía del Universo se encuentra en su máximo. Este resultado fue predicho por el físico alemán Rudolf Julius Emmanuel Clausius (1822-1888), quien introdujo el concepto de entropía.

¿Qué es la Entropía del Universo?

Es la medida del desorden de un sistema: cuanto mayor es la entropía, mayor es el desorden. En un sistema cerrado un aumento de la entropía está acompañado por una disminución de la energía disponible. El propio Universo puede ser considerado como un sistema cerrado; por tanto, su entropía está aumentando y su energía disponible está disminuyendo.