La pregunta que parece más obvia a cualquiera que se enfrente a un universo en expansión es si esta expansión cesará alguna vez. En el lenguaje de los astrónomos esto es planteado como una pregunta: «El Universo, ¿es abierto o cerrado?». Un Universo abierto es uno que sigue expandiéndose para siempre. En un universo cerrado, la expansión actúa durante un tiempo, luego se frena, se detiene y se invierte.
La pregunta de si el Universo es abierto o cerrado es, en el fondo, observacional. Si hay suficiente materia en el Universo, la fuerza gravitatoria que ejerce terminará frenando todas las galaxias que se separan, las obligará a detenerse, y luego volverá a atraerlas hasta lo que los astrónomos se refieren medio en broma como el «Big Crunch». Si no hay suficiente materia en el Universo para hacer esto, entonces la expansión proseguirá eternamente y el Universo será abierto. Un Universo que se halla justo al borde de ser abierto y cerrado recibe el nombre de Universo «plano».
Si contamos sólo la materia luminosa –la materia que brilla y puede verse–, el Universo contiene menos de un 1 % de la materia necesaria para detener la expansión. Así, parecería que el Universo es abierto.
Los astrónomos, sin embargo, creen en la actualidad que la cantidad de materia oscura en el Universo constituye al menos un 30 % de la cantidad necesaria para detener la expansión de Hubble. Muchos de ellos creen que será descubierta más en el futuro, y que de hecho el Universo es plano.
Sería estupendo si ocurriera esto, porque la mejor predicción de la masa total del Universo que se deduce de las teorías inflacionarias es precisamente la de la cantidad de materia necesaria para hacer el Universo plano. La predicción no es en absoluto ambigua: el Universo ha de tener esta masa hasta una exactitud de una ameba por galaxia. Para todos los efectos prácticos, esto significa que si todas las predicciones son correctas, la expansión del Universo nunca se invertirá y proseguirá eternamente.

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Este problema sigue siendo uno de los temas más importantes tanto en la cosmología teórica como en la mente popular. Las teorías que han sido apuntadas por los cosmólogos suponen todas que en cierto momento del pasado la constitución del Universo resultó cambiada. Imaginemos el Universo como la creación de una masa de pan, sabemos que si seguimos el proceso de la masa hacia atrás en el tiempo descubriremos que se encoge; pero nunca llegará a encogerse a un punto geométrico. En vez de ello, el encogimiento seguirá hasta que alcancemos el punto en que los ingredientes del pan fueron unidos. De la misma forma, los cosmólogos suponen que el momento que llamamos «cero» no representa un acontecimiento físico real, sino que simplemente es una extrapolación hacia atrás de la actual expansión. Los teóricos difieren en lo que respecta a lo que creen que había allí antes del principio.
Las teorías más comunes suponen que el Universo antes de que empezara la expansión era inestable, y que algún acontecimiento como la creación de masa puso en marcha la expansión. Para apreciar esas teorías, tenemos que recordar que: 1. la masa es una forma de energía y, en consecuencia, puede ser tratada como cualquier otra forma de energía, y 2. la energía gravitatoria potencial puede ser o positiva o negativa. Esos hechos significan que es posible para la energía positiva crear masa que sea equilibrada por la energía negativa en el potencial gravitatorio. La creación de materia para formar el Universo no requiere necesariamente que «algo» sea creado de la «nada». Es como cavar un agujero: cuando está hecho tenemos un montón de tierra y un agujero, pero no hay ningún misterio acerca de dónde vino la tierra. Si, en cambio, sólo podemos ver la tierra, el hecho de cavar un agujero aparecerá como algo milagroso…, la tierra habrá aparecido de pronto de la nada.
Exactamente del mismo modo, la creación del Universo parece milagrosa porque para nosotros es como si la masa surgiera de pronto de la nada. De hecho, la materia es sólo la «tierra» del Universo, y está equilibrada por el «agujero» en forma de campos gravitatorios.

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Una cuestión intrigante es de donde procede el agua que existe en la Tierra. Aunque nuestra región de la nebulosa solar era, probablemente, rica en hielo y vapor de agua, el calor desarrollado durante la formación del planeta habría expulsado de éste los compuestos químicos volátiles, que hervirían y se perderían en el espacio. Según una controvertida propuesta, la mayor parte del agua de la Tierra habría llegado un poco más tarde, traída de regiones más alejadas del sistema solar en un verdadero diluvio de cometas helados. Los cometas son ricos no sólo en agua, sino también en moléculas químicas orgánicas; ¿es posible, pues, que las semillas de la vida se sembraran también en este gran bombardeo cósmico? De ser así, aumentan mucho las posibilidades de que la vida prendiera también en nuestros mundos vecinos, que debieron de pasar por experiencias parecidas.

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Al menos cuatro veces al año se produce un eclipse visible desde algún lugar de la Tierra, bien al interponerse la Luna entre el Sol y nosotros, o bien al situarse nuestro planeta entre el Sol y la Luna.

Una de las mayores coincidencias de la naturaleza consiste en que el Sol tiene 400 veces el tamaño de la Luna, pero se encuentra 400 veces más lejos. En consecuencia, ambos objetos muestran el mismo tamaño aparente en el cielo y eso permite que la Luna cubra justamente el disco del Sol durante los eclipses totales.

ECLIPSES DE SOL

Todos los meses, cuando pasa por la fase nueva, la Luna cruza entre la Tierra y el Sol. La inclinación de la órbita lunar hace que casi siempre pase un poco por encima o por debajo del disco solar, de manera que nuestro satélite no llega a eclipsar el Sol. Pero hay al menos dos temporadas cada año en las que la órbita inclinada de la Luna cruza la posición en la que se halla el Sol a la vez que el nuestro satélite alcanza la fase nueva. Los tres cuerpos quedan alineados, con la Luna en medio, y se produce un eclipse de Sol.
El eclipse puede ser parcial si la Luna cubre solamente una porción del Sol. Otra posibilidad consiste en que se produzca un eclipse anular: si la Luna se halla en el punto más distante de su órbita elíptica, su disco no alcanzará el tamaño necesario para cubrir todo el Sol, que sobresaldrá como un anillo de luz alrededor del disco lunar.
Los eclipses más espectaculares ocurren cuando la Luna llega a cubrir por completo el disco brillante del Sol. La umbra de la sombra lunar, que normalmente no mide más de 240 km, se proyecta sobre la Tierra y barre el planeta a lo largo de un camino que mide varios miles de kilómetros. Las personas que se encuentran dentro de esa trayectoria presencian
un eclipse total, un suceso sobrecogedor pero que dura tan sólo unos minutos.
De promedio, los eclipses solares totales se producen una vez cada 19 meses.

ECLIPSES DE LUNA

El Sol, la Tierra y la Luna se alinean en este orden, con la Tierra en medio, por lo menos dos veces cada año. En esa configuración, la Luna atraviesa la sombra de nuestro planeta y se produce un eclipse lunar.
Se habla de eclipse penumbral cuando la Luna llega a atravesar tan sólo las regiones más externas de la sombra terrestre, de manera que apenas se oscurece, y lo hace tan poco que cuesta percibir que está sucediendo un eclipse. Si la Luna se limita a rozar la región central oscura de la sombra terrestre, la umbra, entonces sufre un eclipse parcial y a la brillante Luna llena parece faltarle un mordisco.
Cada 17 meses, de promedio, la Luna llena se zambulle por completo en la umbra de nuestro planeta. La única luz solar que alcanza la Luna durante la fase de totalidad es un resplandor rojizo que se filtra a través de la atmósfera terrestre. Durante unas dos horas, la Luna llena eclipsada se torna de un rojo intenso. Los eclipses lunares son visibles desde todo el hemisferio terrestre que mira hacia la Luna, lo cual permite a la mitad del planeta asistir al espectáculo.

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Los griegos antiguos llamaron al cielo nocturno “Kosmos“. que entre sus muchos significados incluye el de “joya“, para explicar toda la belleza que veían en las estrellas. En su traducción latina, esta palabra pasó a significar “mundo” y, en algunos casos, “orden“.

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