Definición de Cosmología

Ángel Zamora Ramírez
Licenciado en Física

Cosmología

La cosmología es la disciplina científica que se encarga del estudio del universo, de su forma, origen, evolución y destino, así como de los fenómenos que ocurren a gran escala en él. Esta disciplina, a pesar de estar íntimamente relacionada con la astronomía y la astrofísica (y de depender de sus observaciones), se diferencia debido a que estudia al cosmos como un todo.

Desde nuestros inicios como especie nos hemos preguntado sobre el origen del cosmos, de todo lo que conocemos. A pesar de que siempre intentamos responder a esta interrogante de distintas maneras, tuvieron que pasar varios siglos y hacerse diversos descubrimientos para que pudiéramos comenzar a obtener respuestas partiendo desde la ciencia.

Breve historia de la Cosmología

La Cosmología antigua se remonta a la Antigua Grecia, en donde las ideas de Ptolomeo sobre un universo geocéntrico cobraron fuerza. El modelo de Ptolomeo proponía que la Tierra se encontraba en el centro del universo y que alrededor de ella se movían el Sol, la Luna, los planetas y el resto de las estrellas.

Hacía el Siglo XVI Nicolás Copérnico desafió el modelo de Ptolomeo y propuso un modelo heliocéntrico en el que el Sol se encontraba en el centro del universo y la Tierra junto con el resto de astros giraba alrededor de este. El modelo de Copérnico más adelante se reforzó gracias a los cálculos de Kepler quién se dio cuenta que las órbitas de los planetas alrededor del Sol eran elípticas y cuyo periodo orbital estaba relacionado con la distancia entre el planeta y el Sol.

Con la llegada de Newton y su Ley de Gravitación Universal se desentrañó por completo el misterio del movimiento de los cuerpos celestes. La visión cosmológica que nos brindó la física newtoniana fue la de un universo estático, infinito y con un tiempo universal para cualquier lugar del cosmos. Esta visión newtoniana estuvo vigente por casi dos siglos, aunque diversas observaciones la fueron modificando.

Durante los dos siglos posteriores grandes descubrimientos le comenzaron a dar forma a la cosmología moderna. Hacía finales del Siglo XVIII descubrimos que el Sol y las estrellas cercanas en realidad formaban parte de un arreglo en forma de disco, es decir una galaxia, conocida como la Vía Láctea. Durante este tiempo se pensó que la Vía Láctea era el centro el universo, pero esta visión cambió en el Siglo XX cuando nos dimos cuenta que la Vía Láctea es sólo una de las miles de millones de galaxias que conforman el universo observable. Además, la llegada de la Relatividad General de Einstein a principios de ese mismo siglo nos brindó una nueva herramienta para poder estudiar el universo a gran escala.

Como podremos darnos cuenta, durante varios siglos nuestra posición en el universo cambió de un lugar privilegiado a un rincón sin gracia en un universo infinito. Actualmente las observaciones parecen indicar que vivimos en un universo infinito y homogéneo.

Principios fundamentales de la Cosmología

La Cosmología Moderna es una ciencia en continuo desarrollo y está fundamentada en varios principios y observaciones astronómicas. Algunos de estos principios son:

– Principio Cosmológico: Este principio establece que el universo a gran escala es homogéneo e isotrópico. La homogeneidad implica que el universo es aproximadamente igual en todas partes, por otro lado, el que sea isotrópico significa que no hay direcciones privilegiadas en el universo y que a donde quiera que miremos sus propiedades son las mismas.

– Expansión del Universo: Al observar la luz de galaxias lejanas podemos darnos cuenta que esta sufre un corrimiento al rojo. El corrimiento al rojo es resultado de un Efecto Doppler que sufre la luz emitida por las galaxias cuando estas se mueven con respecto a nosotros, esto es lo mismo que ocurre con el sonido de la sirena de una ambulancia cuando esta se acerca y se aleja de nosotros. El que la luz de las galaxias lejanas tenga un corrimiento al rojo implica que estas se están alejando de nosotros y esto sucede en todos los lugares a los que observemos. Estas observaciones nos han indicado que el universo se encuentra en constante expansión.

– Teoría del Big Bang: El hecho de que el universo se esté expandiendo constantemente y cada vez más rápido llevó a los astrónomos y cosmólogos a concluir que en el algún momento todo lo existente en el universo estaba concentrado en un solo punto. La Teoría del Big Bang establece que el universo tuvo un inicio hacia unos 13,800 millones de años cuando toda la materia y energía del universo se encontraba concentrada en un punto de densidad infinita y a una gran temperatura.

– Inflación Cósmica: La teoría de la inflación propone que poco después del Big Bang existió un periodo de expansión muy rápida que le brindó su uniformidad al universo.

– Materia Oscura: El descubrimiento de la existencia de materia invisible que rodea a las galaxias llevó a proponer la existencia de una materia oscura que interactúa sólo gravitatoriamente. Actualmente se está investigando el papel que juega esta materia oscura en la estructura del universo.

– Energía Oscura: La energía oscura es un tipo de energía propuesta para explicar la continua expansión de nuestro universo. Este tipo de energía actuaría como una oposición a la gravedad que tiende a contraer el universo.

Por: Ángel Zamora Ramírez. Licenciado en Física egresado de la Universidad de Colima. Maestro en Ciencias en Ingeniería y Física Biomédicas egresado del CINVESTAV. Amante de la divulgación científica.

Art. actualizado: Enero 2023; sobre el original de enero, 2011.

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