La conformación del Universo usando diagramas de Venn

El Universo es tan amplio y conformado por tantos elementos, que al momento de iniciar su estudio, por lo general, un lector o investigador iniciado no sabe por donde empezar: estrellas, galaxias, constelaciones, planetas, lunas o satélites… en este artículo te mostraremos una manera de abordar su estudio para tener un esbozo sobre la estructuración del Universo, sin tener que ser un profesional sobre Astronomia, usando una muy interesante herramienta matemática que nos facilitará la tarea: los diagramas de Venn.


El Universo. Algunos estudios han determinado que no es de extensión infinita, como también hay cientificos que defienden la teoría opuesta, es la totalidad del Espacio y el Tiempo que está conformado por millones de elementos que han sido, a traves de los siglos, clasificados por los astrónomos. Tanto se ha estudiado sobre él -y aún falta mucho por estudiar y explorar- que incluso una investigación en el 2002 determinó que el mismo no es de color negro como se cree, sino de un color que los investigadores llamaron “café con leche cósmico“. Pero aun falta mucho por determinar y de corroborar teorías.

Para entender un poco como esta conformado el Universo, estructuraremos sus componentes mas importantes tratando de darles una jerarquia, usando los conjuntos matemáticos de forma gráfica, llamados Diagramas de Venn.

Los diagramas de Venn son esquemas usados en la teoría de conjuntos, tema de interés en matemáticas, lógica de clases y razonamiento diagramático. Estos diagramas muestran colecciones (conjuntos) de cosas (elementos) por medio de líneas cerradas. La línea cerrada exterior abarca a todos los elementos bajo consideración, el conjunto universal U.

Tomado de Wikipedia

Diagrama de Venn
Ejemplo de lo que es un diagrama de Venn
Conjunto Numérico en Diagramas de Venn
Representación gráfica de los conjuntos numéricos usando diagramas de Venn

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El Universo

Es la totalidad de lo existente: incluye todo el Espacio que nos rodea, al igual que el Tiempo, y todas las manifestaciones de materia y energía. Los científicos al decir que vivimos en un Universo cuatridimensional (de 4 dimensiones) se refieren a un Espacio tridimensional, tal como lo vemos, agregandole una cuarta dimensión que corresponderia al Tiempo.

El Universo
Vista del Universo a través de un telescopio

Las Galaxias

La primera subclasificación que podriamos hacer del Universo como conjuntos de elementos constitutivos, se podria decir que serian las Galaxias. Se estima que el Universo observable está conformado por cerca de 2 billones de galaxias.

Universo diagrama venn
Las Galaxias, conjunto contenido dentro del Universo

Las Galaxias son la mayor estructura en las que se puede agrupar toda la materia del Universo; estan conformadas por masivas agrupaciones de Estrellas (y astros asociados a ellas, como Planetas y Asteroides, entre otros). Además de lo anteriormente nombrado, están constituidas por polvo interestelar y nubes de gases (llamado Materia Interestelar), así como materia oscura y energía. Todos estos elementos están unidos de forma gravitatoria; una estructura más o menos definida, cual sistema solar se tratase.

Un Cúmulo de Galaxias es una agrupación de galaxias las cuales están relacionadas entre si por medio de la interacción de atracción gravitatoria que comparten.


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Apoyandose en observaciones hechas por potentes telescopios espaciales, las galaxias se han clasificado, de acuerdo a su forma -perfil luminoso-, en los siguientes 4 tipos: galaxias elípticas, espirales y espirales barradas, lenticulares (en forma de discos) e irregulares.

tipos de galaxias
Ejemplos de los tipos de galaxias: (1) Galaxia eliptica M110; (2) Galaxia Espiral M88; (3) galaxia espiral barrada NGC 1300; (4) Galaxia lenticular NGC 2787; (5) Galaxia irregular NGC 1427A

Como información complementaria, la galaxia donde nos encontramos es llamada Via Lactea, y es del tipo Espiral Barrada.

Dentro de las Galaxias se encuentran clasificados los siguientes elementos:

Polvo Cósmico

universo diagrama venn

Según Wikipedia, el polvo cósmico es polvo del espacio, compuesto por partículas menores de 100 µm. El polvo cósmico puede clasificarse por su localización astronómica y su origen, diferenciándose así:

  • Polvo intergaláctico, polvo cósmico situado entre las galaxias, que puede formar parte de nubes de polvo intergaláctico.
  • Polvo interestelar, que se sitúa entre las estrellas, como el polvo de las nebulosas o el de los cúmulos abiertos.
  • Polvo interplanetario, situado orbitando al Sol entre los planetas. Su origen es similar al de los meteoroides, eyectado por colisiones entre cuerpos del Sistema Solar o restos de su formación. También está constituido por el polvo cometario.
  • Polvo de disco circunestelar, propio de estrellas jóvenes en las que aún no se han formado los exoplanetas.
  • Polvo de disco circumplanetario, como el de los anillos planetarios de Saturno o Urano.
  • Polvo cometario, liberado del cometa por el viento solar pudiendo producir meteoros si entra en la atmósfera de la Tierra e incluso lluvia de meteoros si se da en grandes cantidades.

Nebulosas

Las nebulosas son regiones presentes en las Galaxias, formadas por polvo interestelar y nubes de gases. Su importancia es porque allí es donde nacen las Estrellas, como pueden también representar los residuos de la extinción de una estrella, o próxima a extinguirse.

universo diagrama venn

 

Las nebulosas suelen encontrarse en los brazos de las galaxias tipo espiral y en cualquier zona de las galaxias tipo irregular, pero no se suelen encontrar en las galaxias del tipo elípticas.

En ocasiones, en la observación astronomica por afición, se suele confundir a las galaxias observadas con nebulosas, debido a que hay galaxias que presentan una forma difusa, debido a la cantidad de estrellas conglomeradas, gases y polvos.

Las nebulosas se pueden clasificar segun la naturaleza de su emisión o ausencia de ella, de la siguiente forma: Nebulosas oscuras o de absorción, son nebulosas que no emite ni refleja ninguna luz por estar lejos de las estrellas, pero sí absorbe la luz de objetos que están detrás de ella. Se notan por medio de la presencia de una región oscura que destaca sobre el fondo de cielo estrellado. Las Nebulosas de reflexión, reflejan la luz de estrellas cercanas que no son lo suficientemente calientes como para emitir la radiación ultravioleta necesaria para excitar el gas de la nebulosa. Nebulosas de emisión, la mas comunes de las nebulosas, el gas que compone la nebulosa brilla como consecuencia de la transformación que sufre por la intensa radiación ultravioleta de estrellas vecinas calientes.

tipos nebulosas
Tipos de Nebulosas: (1) La famosa nebulosa Cabeza de Caballo, una nebulosa oscura o de absorción. (2) y (3) Nebulosa Pleyades y Nebulosa Cabeza de Bruja, respectivamente, ejemplos de nebulosas de reflexión. (4) y (5) dos ejemplos de nebulosas de emisión Orión y del Águila, respectivamente. Imágenes tomadas de Wikimedia Commons

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Cúmulos Estelares

cumulo globular
M13: ejemplo de un Cúmulo Globular. Tomado de Wikimedia Commons

Es una agrupación de muchas estrellas atraidas entre sí por su gravedad mutua. Los cúmulos estelares pueden ser Globulares (agrupaciones de miles o millones de estrellas viejas) o Abiertos (agrupación de centenares o miles de estrellas jovenes). En la imagen anterior, las estrellas que conforman la imagen número 2 son un ejemplo de un cúmulo estelar abierto.

Estrellas

universo diagrama venn

Las estrellas estan formadas de plasma, son luminosas y mantienen su forma esférica gracias a su propia gravedad. El brillo de una estrella es debido al proceso de Fusión Nuclear del hidrógeno que se convierte en helio en el núcleo, liberando así grandes cantidades de energía que se irradia por el espacio.

Estrella
En la imagen de la izquierda, las estrellas conocidas como Rezagadas Azules; en la imagen de la derecha, imagen del Sol. Tomado de Wikimedia Commons

Planetas

universo diagrama venn

Según la Unión Astronómica Internacional, un Planeta es aquel cuerpo celeste que cumple con las siguientes condiciones: (a) gira alrededor de una estrella o remanente de ella; (b) tiene suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuma una forma de equilibrio hidrostático, de forma esférica; (c) que haya despejado la zona de su órbita y (d) no emite luz propia.

planeta tierra
Nuestro PLaneta, La Tierra.

Dependiendo si un cuerpo celeste cumple o no ciertas condiciones de las anteriormente nombradas, se establece otros nombres a dichos cuerpos, como por ejemplo, Plutón, que dejó de considerarse un planeta para ser llamado Planeta Enano, pues cumplia la condicion (a) y (b) pero no (c).

Los cuerpos que giran en torno a otras estrellas diferentes al Sol y que cumplan las condiciones anteriores, se les llama Planetas Extrasolares o Exoplanetas.

Los cuerpos dentro del Sistema Solar que no son planetas, planetas enanos ni satélites, son llamados Cuerpos Menores. Son cuerpos menores: los Asteroides y Cometas (con tamaños superiores a 50 m), los Objetos Transneptunianos y los Meteoroides (cuyos tamaños son entre 100 µm hasta 50 m). Los objetos con tamaños menores a 100 µm se considera Polvo Cósmico, como ya se dijo anteriormente.


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Sistemas Planetarios

sistema solar
Nuestro Sistema Solar, un sistema planetario. Imagen tomada de Pixabay

Un Sistema Planetario está conformado por una o varias estrellas centrales (sistemas estelares) en torno a las cuales orbitan distintos objetos a su alrededor. Nuestro Sistema Solar es un sistema planetario; Una estrella, el Sol, y objetos orbitando alrededor de ella: planetas y muchos cuerpos menores.

universo diagrama venn


TRAPPIST-1: Sistema planetario capaz de albergar vida


Si bien muchos de los elementos que hemos nombrado anteriormente se subclasifican en otros tantos más de acuerdo a varios criterios, haciendo bastante amplia una jerarquización gráfica, lo que se buscó aquí es tener una noción preliminar abarcando los componentes principales de este infinito espacio en el que nosotros ocupamos solo una minuscula porción de ella.


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Licenciado en Educación mención Matemática, graduado en la Universidad de Los Andes (Venezuela). Actualmente estudiante de Ingenieria Eléctrica.

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