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Numero de estrellas en el universo
agujero negro
Este problema tiene el potencial de desarrollar la base para entender conceptualmente la notación científica, apreciar por qué alguien querría usar la notación científica y cómo realizar operaciones con números escritos en notación científica.
La primera pregunta del reto ayuda a establecer cómo vamos a estimar cuántas estrellas existen en el universo. Cuando se plantea esta pregunta, los alumnos pueden empezar diciendo que contarían todas las estrellas que pudieran ver en el cielo. Somos conscientes de que no es una estrategia realista, pero en este momento los alumnos pueden o no hacerlo. Así pues, a continuación se muestra una imagen de estrellas en el espacio que puede entregar a los alumnos para mostrar el reto que esto supone. Es de esperar que los alumnos se den cuenta de que contar las estrellas individualmente es un proceso inútil, sin embargo, si los alumnos realmente intentan contar las estrellas, puede redirigirlos preguntándoles “¿Podemos ver todas las estrellas del universo desde la Tierra?”, “¿Muestra esta imagen todas las estrellas del espacio?” y “¿Qué otras estrategias podemos utilizar para estimar el número de estrellas del universo?”
la vía láctea
¿Alguna vez ha mirado al cielo nocturno y se ha preguntado cuántas estrellas hay en el espacio? Esta pregunta ha fascinado a científicos, filósofos, músicos y soñadores de todos los tiempos.
Si mira al cielo en una noche clara, lejos del resplandor de las luces de la calle, podrá ver unos cuantos miles de estrellas individuales a simple vista. Con un modesto telescopio de aficionado se pueden ver millones de estrellas más. Las estrellas no están dispersas por el espacio, sino que están reunidas en grandes grupos conocidos como galaxias. El Sol pertenece a una galaxia llamada Vía Láctea. Los astrónomos calculan que sólo en la Vía Láctea hay unos 100.000 millones de estrellas. Fuera de ella, ¡también hay millones y millones de otras galaxias!
En 1995, una imagen del telescopio espacial Hubble (HST) sugirió que la formación de estrellas había alcanzado un pico hace aproximadamente siete mil millones de años. La imagen del Campo Profundo del Hubble fue tomada en longitudes de onda ópticas y ahora hay pruebas de que gran parte de la formación estelar temprana estaba oculta por gruesas nubes de polvo. Las nubes de polvo bloquean la visión de las estrellas y convierten su luz en radiación infrarroja, haciéndolas invisibles para el HST. Pero Herschel pudo asomarse a este Universo antes oculto en longitudes de onda infrarrojas, revelando muchas más estrellas de las que se habían visto antes.Pronto se lanzará Gaia, que estudiará mil millones de estrellas en nuestra Vía Láctea. Se basará en el legado de la misión Hipparchus, que determinó las posiciones de más de cien mil estrellas con gran precisión, y de más de un millón de estrellas con menor precisión.Gaia monitorizará cada una de sus mil millones de estrellas objetivo 70 veces durante un período de cinco años, registrando con precisión sus posiciones, distancias, movimientos y cambios de brillo. Gracias a misiones como ésta, estamos un paso más cerca de proporcionar una estimación más fiable a esa pregunta que se hace tan a menudo: “¿Cuántas estrellas hay en el Universo?”
fomalhaut
En todo el Universo, en un instante t, hay W moléculas de agua. Este número puede ser muy grande, pero tiene un valor definido. Lo mismo ocurre con las estrellas. Cada una de todas las estrellas en el instante t tiene su propio tamaño, y podemos darle un nombre. Podemos hacer una lista de todas ellas, y podemos ordenarlas de la más cercana a la más lejana, si somos omniscientes, claro.
El espacio no tiene un volumen finito. El espacio no tiene una pared final. Si avanzo en el espacio, siempre puedo ir más lejos. Dondequiera que vaya, el espacio está por defecto lleno de… vacío. Pero podría ser de otra manera. [El espacio podría estar lleno por defecto de… aire. Así que habría +∞ moléculas de aire en el Universo. Podemos aplicar este razonamiento a las estrellas. Digamos que hay, en promedio, 1 estrella / 1060 m3. Así, en el volumen total infinito del espacio, habría +∞ estrellas. Al avanzar en el espacio, seguiría encontrando nuevas estrellas, sin fin. Como en esos videojuegos en los que siguen apareciendo montañas a medida que avanzas.
Teóricamente sí, puede haber infinitas estrellas. Ya que este espacio del que hablas está mejor descrito por la relatividad general y las ecuaciones de campo de Einstein. Una de sus soluciones describe el universo como espacialmente infinito.
rigel
Vivimos en un universo lleno de objetos brillantes. En una noche clara se pueden ver miles de estrellas a simple vista. Estas estrellas sólo ocupan una pequeña parte cercana de la Vía Láctea; los telescopios revelan un reino mucho más amplio que brilla con la luz de miles de millones de galaxias. Sin embargo, según nuestra comprensión actual de la cosmología, el universo careció de rasgos y fue oscuro durante un largo período de su historia temprana. Las primeras estrellas no aparecieron hasta quizás 100 millones de años después del Big Bang, y pasaron casi mil millones de años antes de que las galaxias proliferaran en el cosmos. Los astrónomos se han preguntado durante mucho tiempo: ¿Cómo se produjo esta dramática transición de la oscuridad a la luz?
Tras décadas de estudio, los investigadores han dado recientemente grandes pasos para responder a esta pregunta. Utilizando sofisticadas técnicas de simulación por ordenador, los cosmólogos han ideado modelos que muestran cómo las fluctuaciones de densidad sobrantes del Big Bang podrían haber evolucionado hasta convertirse en las primeras estrellas. Además, las observaciones de cuásares lejanos han permitido a los científicos retroceder en el tiempo y vislumbrar los últimos días de la “edad oscura cósmica”.
