Història de les primeres galàxies.

Al començament l'Univers era una sopa calenta i lluminosa feta de partícules elementals ionitzades i energia. Al cap d'uns 100 segons s'havia refredat suficient per tal que s'haguessin format les partícules que componen el nostre món: els protons i els neutrons; una part dels quals s'havien unit per formar nuclis d'heli (un 24% del total de la matèria de l'Univers) i petites quantitats de liti, beril·li i bor.

Durant 300.000 anys es va anar expandint i refredant fins a uns 10.000 graus. En aquest moment els protons i els electrons es van recombinar per donar àtoms d'hidrogen. Això va ocasionar que a partir d'aquell moment la matèria i l'energia deixessin d'interaccionar i cadascuna evolucionés pel seu compte.

L’època fosca de la recombinació, l’única llum era la provocada per la radiació de fons. Aquesta radiació es va anar refredant i va passar a la regió infraroja. L'Univers es va fer fosc i transparent. Durant uns mil milions d'anys l'Univers no era altra cosa que una boira d'hidrogen i d'heli que s'anava expandint i refredant. A partir d'aquest moment petites parts d'aquesta boira de gas van comprimir-se sota el seu propi pes i van donar origen a les primeres estrelles: la llum va tornar a l'Univers.

Paral·lelament, boires de gas de mides mitjanes s'anaven unint per donar les primeres galàxies. Aquest procés ha continuat fins a donar l'estat actual de l'Univers, en el qual les galàxies tenen tendència a fusionar-se per donar objectes cada vegada més grans.

Quan es van formar les primeres estrelles l’univers es va il·luminar. La llum que van emetre les primeres estrelles van ionitzar el medi intergalàctic més proper amb la llum ultraviolada. Més tard es van formar les galàxies i els quàsars que també van ionitzar el medi intergalàctic proper creant bombolles de gas ionitzat en un mar de gas atòmic. Aquestes bombolles van anar creixent fins ocupar tot el medi intergalàctic.

Destí últim de l'univers.

El destí últim de l’univers és un tema que el tracta la cosmologia física. S’ha pogut calcular que si la densitat de l’univers és menor que tres àtoms per cada m3, serà insuficient per frenar l’expansió i l’univers s’expansionarà indefinidament i serà condensat en una mort freda enmig de la foscor més absoluta. En aquest cas el temps s’acabaria en uns 35000 milions d’anys. Però si la massa és suficient per detenir l’expansió, tindrà lloc el Big Crunch, o sigui que d’aqui a uns 20000 milions d’anys l’univers començaria a comprimir-se fins a col·lapsar tota la matèria.

Un paràmetre important del destí de l’univers és la densitat Omega (O), definit com la densitat de matèria mitja dividit per un valor crític de densitat. Això ens presenta tres possibilitats sobre el destí de l’univers depenent si aquesta Omega és igual, menor o més gran que 1.

Si Omega = 1, es tracta d’un univers pla, o sigui que la suma dels angles d’un triangle sumarien 180º. L’expansió continuaria indefinidament degut a l’energia fosca. L’univers tendiria a un estat de màxima entropia on la temperatura seria la mínima.

Si Omega és inferior a 1, es tracta d’un univers obert. La superfície seria negativament corbada. La suma dels angles d’un triangle sumarien menys que 180º. L’expansió continuaria indefinidament i l’univers tendiria a un estat de màxima entropia on la temperatura seria la mínima. L’acceleració provocada per l’energia fosca seria tant forta que esmicolaria les partícules de l’interior dels àtoms vencent la força dèbil.

Si Omega és superior a 1, es tracta d’un univers tancat igual que la superfície d’una esfera. La suma dels angles d’un triangle sumarien igual a 180º. L’energia fosca no seria capaç de vèncer la força de gravetat i per tant l’univers es comprimiria en una singularitat Big Crunch que a la vegada provocaria el Big Bang.

Ara per ara tot sembla indicar que la geometria del nostre univers és plana, Però fins que no tinguem un coneixement més precís de les característiques de l’energia fosca, l’enigma estarà per resoldre.

Evolució i tipus de galàxies.

Distingim la següent tipologia de galàxies:
Galàxies el·líptiques, Galàxies espirals, Galàxies espirals barrades, Galàxies irregulars, Galàxies de col·lisió, Galàxies amb nucli actiu: Seyfert i Quàsars.

Les galàxies el·líptiques tenen un aspecte ovalat. Són galàxies de molta massa. La seva rotació és nul·la o molt lenta. El seu aspecte interior és molt homogeni. No tenen pràcticament matèria interestel·lar en el seu interior, o sigui que el naixement d’estrelles és quasi nul. Tenen moltes estrelles velles en els últims estadis de la vida i la quantitat de cúmuls globulars és enorme.

Les galàxies espirals estan formades per un nucli central, un halo esfèric que l’envolta i un disc amb braços espirals. Hi ha cúmuls globulars envoltant la galàxia situats a l’halo. Els braços espirals poden desplegar-se de forma regular en àmplies corbes o bé en extensions més o menys rectes que corben de forma més ràpida. Aquest últim cas seria el de les galàxies espirals barrades.

Les galàxies espirals són de tamany i edats intermèdies amb un alt nivell de rotació. Hi ha molta matèria interestel·lar que s’acumula en els braços amb una alt número de nebuloses i estrelles joves en cúmuls oberts. En el nucli hi ha poques estrelles que neixen i estar poblat per estrelles molt velles.(població II). És molt probable que en nucli de la galàxia hi hagi un forat negre.

Les galàxies irregulars són de forma indefinida amb un alt contingut de matèria interestel·lar amb molts naixements d’estrelles. Són el resultat de col·lisió entre galàxies.

En les zones centrals dels cúmuls de galàxies s’acostumen a trobar galàxies el·líptiques de masses enormes i diversos nuclis que es considera que són el resultat de la col·lisió de vàries galàxies, possiblement esfèriques. Les galàxies que tenen el nucli actiu són molt freqüents a l’univers llunyà. Són nuclis emissors d’una energia desproporcionada especialment en raigs X.

Les galàxies Seyfert són espirals amb el nucli molt actiu. Els Quàsars són galàxies molt llunyanes d’aspecte estel·lar.

L’univers estar format per supercúmuls que comprenen milers de cúmuls de galàxies. Es considera que les galàxies neixen en un univers jove com el·líptiques o com a futures espirals a partir de grans acumulacions d’hidrogen. Les acumulacions de gas amb escàs o nul moviment angular, evolucionen com el·líptiques. Per altra banda quan aquest moviment angular és alt evolucionen com espirals. Com més alta sigui aquesta rotació més plana serà la galàxia. Podem dir que després del Big Bang es va iniciar la formació de galàxies i en elles la formació d’estrelles. La producció va ser a un gran ritme i en moltes es va acumular una enorme massa en el nucli. Al ser molt massives, la seva vida va ser molt curta i van experimentar explosions de supernoves i explosions de raigs gama. Això va deixar en el centre enormes forats negres que van evolucionar com a galàxies el·líptiques. Per tant podem dir que els quàsars són els responsables de les actuals galàxies el·líptiques.

Quan aquestes galàxies inicialment tenien un alt moviment angular, van evolucionar les galàxies Seyfert a protogalàxies espirals per acabar formant les actuals galàxies espirals. Finalment moltes galàxies van col.lisionar entre sí i van aparèixer galàxies el·líptiques molt massives i galàxies irregulars.

Naixement i vida de les estrelles.

Les estrelles es formen per condensació de núvols de gas molecular format per un 75% d’hidrogen i un 25% d’heli. Al principi aquestes nebuloses poden estar molt de temps en un estat de repòs quasi absolut però la força de gravetat lentament va atraient entre sí les molècules de gas i aquestes es van acumulant tot formant una esfera de gas. Per efecte de la pressió en el centre de l’esfera va augmentant la temperatura fins arribar a uns 15000 milions de graus. En aquest moment es pot dir que ha nascut una estrella. A partir d’aquí l’estrella pot mantenir-se estable centenars o milers de milions d’anys gràcies a les reaccions termonuclears que es produeixen en el seu interior que mantenen un equilibri hidrostàtic amb la pròpia força de gravetat de l’estrella.

Si s’observa una gran quantitat d’estrelles al nostre voltant, ens adonem que pràcticament totes elles ocupen una franja diagonal al conegut diagrama Hertzprung-Russel. Aquest diagrama relaciona la magnitud absoluta i l’índex de color de l’estrella. La magnitud absoluta l’obtenim amb la magnitud visual i corregida amb la distància. L’índex de color es calcula agafant dues imatges, una amb filtre blau i una altre amb filtre verd procedint després a restar les magnituds.
La franja diagonal del diagrama l’anomenem seqüència principal que és quan l’estrella estar en equilibri la major part de la seva vida. Com més gran és l’estrella més curta és la seva vida. Quan les estrelles esgoten el seu combustible acaben la seva vida de diverses maneres depenent exclusivament de la seva massa inicial. Els últims estadis de les estrelles es produiran sempre fora de la seqüència principal.