Definición de Cosmología

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.

Definición de CosmologíaLa 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.