Universo

O Universo é máis comunmente definido como todo o que existe fisicamente: a totalidade do espazo e do tempo, de todas as formas da materia, a enerxía e o impulso, e as leis e constantes físicas que as gobernan. A grande escala, é o obxecto de estudo da cosmoloxía, que se basea na física e na astronomía, aínda que algúns dos temas de estudo bordean a metafísica. O Universo comprende todo o que ten existencia dentro dunha determinada clase de obxectos ou entidades. Hoxe en día, os expertos non están de acordo sobre se é posible (en principio) de chegar a observar a totalidade do Universo. Universo é unha palabra derivada do latín que á súa vez provén de unus ('un', no sentido de 'único') e versus ('desenvolvido, posto xunto'). Con todo, o termo "universo" pode ser utilizado en sentidos contextuais lixeiramente diferentes, para referirse a conceptos como o cosmos, o mundo ou a natureza. Observacións astronómicas indican que o universo ten unha idade de 13,73 ± 0,12 millardos de anos e polo menos 93 000 millóns de anos luz de extensión. O evento que se cre que deu inicio ao universo denomínase Big Bang. Naquel instante toda a materia e a enerxía do universo observable estaba concentrada nun punto de densidade infinita. Despois do Big Bang, o universo comezou a expandirse para chegar á súa condición actual, e continúa facéndoo. Debido a que, segundo a teoría da relatividade especial, a materia non pode moverse a unha velocidade superior á velocidade da luz, pode parecer paradoxal que dous obxectos do universo puidesen separarse 93 mil millóns de anos luz nun tempo de unicamente 13 mil millóns de anos; con todo, esta separación non entra en conflito coa teoría da relatividade xeral, xa que esta só afecta ao movemento no espazo, pero non ao espazo mesmo, que pode estenderse a un ritmo superior, non limitado pola velocidade da luz. Polo tanto, dúas galaxias poden separarse unha da outra máis rapidamente que a velocidade da luz se é o espazo entre elas o que se dilata. Medicións sobre a distribución espacial e o desprazamento cara ao vermello (redshift) de galaxias distantes, a radiación cósmica de fondo de microondas, e as porcentaxes relativas dos elementos químicos máis lixeiros, apoian a teoría da expansión do espazo, e máis en xeral, a teoría do Big Bang, que propón que o universo en si se creou nun momento específico do pasado. Observacións recentes demostraron que esta expansión estase acelerando, e que a maior parte da materia e a enerxía no universo é fundamentalmente diferente da observada na Terra, e non é directamente observable (véxanse materia escura e enerxía escura). A imprecisión das observacións actuais limitou as predicións sobre o destino final do universo. Os experimentos suxiren que o universo rexeuse polas mesmas leis físicas, constantes ao longo da súa extensión e historia. A forza dominante en distancias cósmicas é a gravidade, e a relatividade xeral é hoxe en día a teoría máis exacta para describila. As outras tres forzas fundamentais, e as partículas nas que actúan, son descritas polo modelo estándar. O universo ten polo menos tres dimensións de espazo e unha de tempo, aínda que experimentalmente non se poden descartar dimensións adicionais moi pequenas. O espazo-tempo parece estar conectado de forma sinxela, e o espazo ten unha curvatura media moi pequena ou ata nula, de maneira que a xeometría euclidiana é, como norma xeral, exacta en todo o universo. A ciencia modeliza o universo como un sistema pechado que contén enerxía e materia adscritas ao espazo-tempo e que se rexe fundamentalmente por principios causais. Baseándose en observacións do universo observable, os físicos intentan describir o continuo espazo-tempo en que nos atopamos, xunto con toda a materia e enerxía existentes nel. O seu estudo, nas maiores escalas, é o obxecto da cosmoloxía, disciplina baseada na astronomía e a física, na cal descríbense todos os aspectos deste universo cos seus fenómenos. A teoría hoxe en día máis aceptada sobre a formación do universo, dada polo belga valón Lemaître, é o modelo do Big Bang, que describe a expansión do espazo-tempo a partir dunha singularidade espazotemporal. O universo experimentou un rápido período de inflación cósmica que arrasou todas as irregularidades iniciais. A partir de entón o universo expandiuse e converteuse en estable, máis frío e menos denso. As variacións menores na distribución da masa deron como resultado a segregación fractal en porcións, que se atopan no universo actual como cúmulos de galaxias. En canto ao seu destino final, as probas actuais parecen apoiar as teorías da expansión permanente do universo (Big Freeze ou Big Rip), aínda que outras afirman que a materia escura podería exercer a forza de gravidade suficiente para deter a expansión e facer que toda a materia se comprima novamente; algo ao que os científicos denominan o Big Crunch ou a Grande Implosión.