En el siguiente artículo describiremos la manera en que
los astrónomos logran medir las edades de los cuerpos celestes
y señalaremos la duración de algunos tiempos astronómicos.
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Para medir las edades de la evolución cósmica
que ccomenzó hace 15 000 millones de años,
se emplean diversos métodos.
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En general es difícil conceptualizar cuánto duran los lapsos
cósmicos pues son miles de millones de veces más largos
que los que empleamos en la vida cotidiana, así al final
de este texto señalaremos una manera alterna en que el profesor
puede ayudar a interpretarlos, usando una analogía entre
el tiempo y una sucesión de escalones.
La medición
del tiempo
Una de las
propiedades del Universo es que evoluciona, es decir, se
transforma a lo largo de algo que hemos denominado tiempo
y que medimos por la sucesión de fenómenos repetitivos como
son los días, los meses o los años.
El día se
produce porque la Tierra gira en torno a su eje, lo que
produce que se alternen la luz y la oscuridad. Las fases
de la Luna, es decir, las noches y días de nuestro satélite
vistos desde la Tierra, duran casi 30 días, de allí que
nuestros meses duren aproximadamente este lapso. La sucesión
de la época de lluvia y de sequía, el paso de las estaciones,
marca el año.
En la Antigüedad
el año comenzaba en la primavera, los meses duraban 30 días
y los cinco días que sobraban para completar el año eran
feriados en los que se celebraban fiestas dedicadas a Saturno.
Los primeros
instrumentos para medir el paso del tiempo fueron las velas
con marcas iguales, los relojes de sol y los de agua. Durante
el Renacimiento se inventaron los relojes de péndulo. Ahora
tenemos a disposición relojes que utilizan la vibración
misma de los átomos (sus movimientos periódicos) para marcar
el tiempo.
Las unidades
temporales como los meses son adecuadas para medir lapsos
importantes en la vida de los seres humanos, pero comparados
con los tiempos cósmicos son unidades relativamente pequeñas:
el tiempo de vida del Universo es de 15 000 millones de
años, la formación de la Tierra ocurrió hace, aproximadamente,
4 600 millones de años, la aparición del hombre, 1 millón
y Plutón tarda 247 años en darle una vuelta al Sol.
Imaginar
tiempos muy largos o muy cortos nos cuesta trabajo, ya que
tanto las unidades temporales como las espaciales, fueron
inventadas para medir acontecimientos de la vida cotidiana.
Existen insectos que viven un solo día; en comparación,
nosotros vivimos 20 000 veces más. Existen estrellas cuya
existencia es 20 000 veces más larga que la nuestra y a
otras les toma todavía 20 000 veces más completar su evolución.
¿Cómo
se determina la edad de un astro?
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Se puede determinar la edead de un meteorito que
proviene del cinturón de asteroides, midiendo
cómo decaen los elementos radioactivos que
contiene.
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Existen
diversos métodos que nos sirven para estimar el momento
en que se formó un astro. Para conocer la edad de una roca
se puede analizar su contenido de materia radioactiva. Existen
elementos químicos masivos que espontáneamente se fragmentan
para formar otros más simples, por ejemplo, el uranio se
puede transformar en plomo. El tiempo promedio en que un
elemento químico radioactivo decae en otro se llama vida
media. La vida media del uranio es de millones de años y
resulta muy útil para fechar cuerpos celestes sólidos. Existen
otros elementos con vidas medias de cientos de años, como
el carbono catorce, que sirve para fechar restos humanos.
Usando los
elementos radioactivos conocemos las edades de los meteoritos
que son, en su mayor parte, trozos de asteroide que caen
a la Tierra. Se ha encontrado que tienen, aproximadamente,
4 600 millones de años, la edad de formación del Sistema
Solar. Se han recolectado muestras de rocas de la Luna y
de Marte y, por consiguiente, se han podido estimar sus
edades.
La edad
de las rocas de la superficie terrestre suele ser mucho
menor que la del Sistema Solar porque nuestra corteza se
renueva continuamente debido a la tectónica de placas. Las
rocas antiguas se sumergen y se funden. Así, las edades
de las rocas que rodean a algunos conos volcánicos en Michoacán
tienen apenas algunas décadas de haberse solidificado.
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En Michoacán existen rocas que se formaron
hace unas cuantas decenas de años cuando sus
volcanes hicieron erupción y las arrojaron
en forma de lava.
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Para fechar
los cuerpos celestes gaseosos, como estrellas y nebulosas,
que son los que mejor conocemos, se miden sus composiciones
químicas. Puesto que algunas estrellas explotan al final
de sus vidas y arrojan elementos químicos al espacio interestelar,
las nuevas generaciones estelares poseen mayor número de
sustancias como el oxígeno y el hierro; por ello, los sitios
con mayor cantidad de estos elementos son de formación más
reciente.
Las estrellas
más jóvenes, como las Pléyades, poseen más oxígeno que las
de los cúmulos globulares. Los astrónomos pueden generar
tablas de edad con la composición química y de esta manera
fechar los nuevos cuerpos que descubren, tomando sus espectros
y calculando la proporción de elementos que los constituyen.
La aparición
del hombre sucedió hace apenas 1 millón de años. Los restos
fósiles de los primeros homínidos que se han descubierto
en América tienen edades de decenas de miles de años, cuando
todavía existían los mamuts y el hielo cubría vastas zonas
del planeta.
Si tuviésemos
que leer un libro sobre la historia del Universo y cada
página narrara lo que aconteció durante un millón de años,
a toda la historia de la humanidad le tocaría la última
página de una enciclopedia de 100 tomos, de 150 páginas
cada uno.
Tiempos
del Universo
Hace 15
000 millones de años comenzó la expansión del Universo.
Durante los primeros instantes transformó parte de su energía
en materia. Posteriormente no sucedió más que una expansión
y enfriamiento. Cinco millones de años más tarde estuvo
lo suficientemente frío como para que la materia se aglutinara
para formar estrellas dentro de las primeras galaxias.
Imaginemos
que tuviéramos que subir 15 000 escalones y que cada uno
representara 1 millón de años de evolución cósmica.
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Se puede determinar la edad de las estrellas y nebulosas
midiendo su composición química. Entre
mayor sea el número de elementos pesados, se
habrá formado en épocas más recientes.
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Después
de subir el primer escalón ya se habrían formado todos los
protones y electrones que hay en el cosmos; estarían muy
calientes y sumergidos en un mar de radiación. Puesto que
durante los cinco mil millones de años que siguieron lo
único que le sucedió al universo fue expandirse y enfriarse,
tendríamos que subir 5 000 escalones para llegar al nacimiento
de las primeras estrellas dentro de las primeras galaxias.
Esta cantidad de escalones son los de 25 edificios de 10
pisos cada uno.
La Vía Láctea
apareció 2 000 millones de años más tarde; en escalones
de a millón de años cada uno, sería como subir unas ocho
veces la Pirámide del Sol. La Tierra se formó unos 2 500
millones de años después; así que, en escalones, serían
8 veces los de la Pirámide del Sol, más 3 veces los de la
Pirámide de la Luna. Mil quinientos millones de años más
tarde —es decir, los escalones de 9 escuelas de 4 niveles—
ya había organismos vivientes sobre nuestro planeta.
La atmósfera
moderna de la Tierra se formó hace 2 000 millones de años,
cuando las plantas comenzaron sus procesos de fotosíntesis;
en escalones sería las tres escalinatas de la Pirámide del
Castillo de ChichenItza subidas 6 veces.
Los dinosaurios
aparecieron hace 150 millones de años. Si subimos un escalón
por segundo, nos tardaríamos 14 minutos sin descansar, pensando
en que cada escalón, en realidad es 1 millón de años. Cabe
señalar que un millón de años es lo que viven las estrellas
más masivas de todas, antes de explotar.
El hombre
moderno surgió hace un millón de años, en el último escalón
de los 15 000 que hemos recorrido. La historia se ha escrito
en los últimos 5 000 años, o sea en una fracción mínima
de ese último escalón. Nuestra vida, con todas sus emociones,
sería menor en diámetro que una partícula de polvo, a pesar
de lo cual, podemos imaginar el Universo.
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Si cada escalón de la Pirámide del
Castillo representa un millón , habría
que subir las tres escalinatas seis veces para completar
2 000 millones de años, es decir el tiempo
que le tomó a la atmósfera de la Tierra
enfriarse
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