genesis: una teoría sobre la creación del...

Producción: Febrero 2008Revisión: Abril 2008

Génesis: Una Teoría sobre la Creación del Universo

Susana M. Rivera ColónSer humano y su Ambiente NaturalEscuela de Artes Plásticas de PR

Génesis: Una Teoría sobre la Creación del Universo Susana M. Rivera Colón

Introducción

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• El “por qué” de la existencia del Universo y el “cómo” de sus orígenes ha sido objeto de incontables teorías esbozadas desde la mitología, la filosofía, la religión y la ciencia a través de la historia de la humanidad.

• En el mundo de la ciencia, al presente, el modelo de “La Gran Explosión” representa una de las teorías más reconocidas y aceptadas sobre los orígenes del Universo.

• Esta teoría, en parte, surge como una consecuencia de uno de los más importantes descubrimientos astronómicos en el siglo pasado: la Expansión del Universo.

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Introducción

• Según ha sido posible observar mediante el estudio de los espectros de luz de las galaxias más lejanas, éstas se alejan rápidamente de nosotros hacia las “afueras”del Universo.

• Este fenómeno ha sido interpretado como el efecto del “estiramiento” o expansión del espacio mismo que separa las galaxias.

• Basándose en estas observaciones, entre otras, se infiere, que, si el espacio actualmente se expande, yendo en retrospectiva como un filme proyectado en reversa, en el pasado el Universo debió haber sido de un tamaño más pequeño.

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Introducción

• Siguiendo esa línea de razonamiento hasta sus últimas consecuencias, pudiéramos concluir que TODO, alguna vez, debió haber estado comprimido en un espacio infinitamente reducido y sin dimensiones, en un punto de singularidad.

• Se postula, entonces, que hace 13 - 15 billones de años, por alguna causa desconocida, este punto de singularidad sobrellevó una súbita y violenta expansión dimensional que originó el espacio y TODO lo que constituye nuestro Universo.

• Es a este evento al que se le conoce como La Gran Explosión, aunque nada, conceptualmente hablando, explotó. El modelo en realidad lo que propone es la repentina expansión espacial de la singularidad.

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Índice• Introducción• Objetivos• Pre Prueba• Sustento teórico• El Universo• Fuerzas Fundamentales• De 0 segundos hasta el presente• Reflexión• Cómo nace el universo• Actividades• Post Prueba• Fotos por orden de aparición• Referencias• Enlaces

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Objetivos

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1. Explicar los principios fundamentales de una de las teorías más aceptadas acerca de los orígenes del Universo: La Teoría de la Gran Explosión.

2. Presentar algunas de las observaciones sobre nuestro Universo que proveen sustento teórico a este modelo científico sobre la creación.

3. Definir conceptos básicos de física y cosmología como base para el entendimiento de la Teoría de la Gran Explosión.

4. Analizar el proceso de la creación del Universo en escalas de tiempo secuenciales según propuesto por la Teoría de la Gran Explosión, desde 0 segundos hasta 200 millones de años después de creado.

|| Índice ||

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Pre PruebaCierto o Falso

1. Según la teoría de la Gran Explosión el Universo ha existido siempre y permanecerá así por la eternidad.

2. La expansión del espacio representa una de las observaciones sobre nuestro Universo que apoyan la Teoría de la Gran Explosión.

3. La SUPER FUERZA se refiere al estado de unificación en el que se encontraban las 4 Fuerzas Fundamentales al inicio mismo del Universo.

4. Los eventos durante la llamada “Era de Plank” han podido ser meticulosamente descritos por la Teoría de La Gran Explosión.

5. La llamada “Era Oscura” del Universo se refiere a la época antes de la cual se encendieran las primeras estrellas.

6. Se ha postulado, a base de evidencia astrofísica, que la mayor parte de nuestro Universo estáconstituido por materia y energía oscura, respectivamente, ambas de naturaleza desconocida.

7. La Fuerza Fuerte es la fuerza responsable de mantener los electrones orbitando en torno al núcleo del átomo.



Respuestas1. falso

2. cierto

3. cierto

4. falso

5. falso

6. cierto

7. falso

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Sustento teórico

• A parte de la expansión del espacio, otras observaciones sobre nuestro universo contribuyen a validar la Teoría de La Gran Explosión. Entre éstas figuran la Radiación Cósmica de Microondas y la llamada “Paradoja de Olber’s”.

• La primera de éstas se refiere a una radiación de trasfondo que proviene uniformemente de todas partes del espacio en forma de microondas. Ésta se interpreta como el vestigio espectral de la luz que se originó en el primer instante de la creación del Universo.

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Sustento teórico

• La Paradoja de Olber’s se ilustra de la siguiente manera: Algunas teorías proponen que el Universo es eterno y siempre ha existido. Si este fuera el caso, debiéramos esperar que el cielo nocturno fuera mucho más iluminado de lo que realmente está. Esto, puesto que incluso la luz de las más lejanas estrellas ya hubiera tenido tiempo de llegar hasta la Tierra para iluminar el firmamento. Pero esto no es así. He ahí la paradoja.

• Esta inconsistencia teórica apoya la propuesta de un Universo de edad finita y no eterna. Es decir, la idea de un Universo con un comienzo, tal y como propone la Teoría que vamos a presentar.

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El Universo• El Universo es el conjunto de toda la energía, materia y tejido del

espacio - tiempo contenido en sí mismo.

• En su más vasta escala se estructura de grandes grupos o conglomerados de galaxias. De éstas se estima que existen cientos de billones.

• Las galaxias a su vez se constituyen de cuerpos estelares. Nuestra Galaxia, por ejemplo, la Vía Láctea, contiene sobre 200 billones de estrellas.

• La energía que permea el Universo consiste principalmente de radiación electromagnética en todo su rango de frecuencias.

• La materia se manifiesta primeramente, en forma de partículas fundamentales y, partiendo de éstas, de los átomos que construyen los elementos químicos. De éstos, a su vez, se constituyen los cuerpos estelares, planetas, lunas, asteroides ynosotros mismos.

• La masa combinada de toda la materia que se calcula estácontenida en el Universo sobrepasaría 10 trillones de trillones de trillones de trillones de toneladas.

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El Universo• Aunque solemos considerarlas por separado, en realidad energía y materia son dos

entidades equivalentes, una contenida en la otra. Así se establece a través de la Teoría de la Relatividad en la famosa ecuación E=mc2.

• Este principio ha sido probado una y otra vez por la Física Cuántica y constituye, de hecho, la base de sus experimentaciones en el mundo subatómico.

• Pudiéramos concebir entonces al Universo como un recinto de energía en todas sus manifestaciones, desde formas de radiación violentas y sutiles, hasta su más densa manifestación como materia física.

• Recientemente, además, se ha postulado la presencia en el Universo de formas desconocidas de energía y materia que aún no ha sido posible detectar y cuya naturaleza es un misterio.

• Se estima que estas misteriosas entidades, conocidas respectivamente como energía y materia oscura, constituyen más del 97% del Universo que conocemos.

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Fuerzas Fundamentales• El comportamiento de la energía y la materia, sus interacciones y transformaciones

puede todo ser definido a base de 4 Fuerzas Fundamentales que rigen y describen todo fenómeno físico en el Universo.

• Estas fuerzas son las siguientes: la Fuerza de Gravedad, la Fuerza Electromagnética, la Fuerza Fuerte y la Fuerza Débil.

• Estas fuerzas se piensa que conformaron una sola SUPER FUERZA maestra durante los primeros instantes de la creación antes de separarse en las formas que hoy se conocen.

• La Fuerza de Gravedad, entre otras formas, se manifiesta en la voluntad intrínseca de dos cuerpos físicos al atraerse uno al otro. Entre las fuerzas es la más débil pero la de mayor alcance. Harto se conocen, se miden y predicen sus efectos, pero su naturaleza última continúa siendo un misterio.



Fuerzas Fundamentales• La Fuerza Electromagnética es la responsable, por

ejemplo, de mantener los electrones en órbita alrededor del núcleo de un átomo. Es la fuerza que orquestra las reacciones químicas entre los elementos. Sus efectos son mediados por partículas sin masa conocidas como fotones. Una de sus manifestaciones es la luz o radiación electromagnética.

• La Fuerza Fuerte “pega” las partículas (quarks) que construyen los protones y neutrones, entre otras. Es la responsable, además, de mantener estas últimas unidas en el núcleo del átomo.

• La Fuerza Débil media la desintegración espontánea de ciertos átomos naturalmente inestables. Al igual que la Fuerza Fuerte, opera solo a escalas subatómicas. Es decir, que no las experimentamos directamente.

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De 0 segundos hasta el presente

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• A continuación presentamos algunas de las principales etapas en la formación del Universo según la Teoría de La Gran Explosión. Cada una de las secuencias resume solo una selección de sus principales eventos.



De 0 segundos hasta el presenteAl principio no había nada …

No existía el espacio.

No existía el tiempo.

No existía la energía

No existía la materia.

Quizás tampoco la consciencia.

Ni nosotros para saberlo.

Sólo era nada.



De 0 segundos hasta el presenteA los 0 segundos... “La Gran Explosión”

Entonces …

… en un instante fuera del tiempo, que no existió hasta ese momento y que se creó así mismo …

… fuera del espacio, en ninguna parte y en todas a las vez …

… desde una singularidad infinitamente densa y físicamente paradoxal …



De 0 segundos hasta el presente…EL UNIVERSO, TODO, SE CREÓ….

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… el continuo del espacio - tiempo se tejió...

… la Energía emanó …

… la SUPER FUERZA se manifestó...

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De 0 segundos hasta el presente...de 0 a 10 (-47) segundos... “Era de Plank”

• Durante este instante de la creación no es posible ofrecer una descripción del Universo. El mismo representa una barrera para las leyes de la Física y para nuestra mente conceptual.

• La dimensión del Universo era billones de veces menor que la de una partícula subatómica. Su densidad y temperatura demasiado extremas para poder siquiera considerarse o ser remotamente imaginadas.

• Solo se especula que las fuerzas que gobiernan el Universo, las 4 Fuerzas Fundamentales, constituían una sola SUPER FUERZA maestra y unificada.

• El Universo se contenía como el más puro, destilado y fundamental estado de energía.

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De 0 segundos hasta el presente...10 (-43) segundos...

“Era de la Gran Fuerza Unificada”

• La Fuerza de Gravedad se separa de la SUPER FUERZA universal, dejando tras de si una Gran Fuerza Unificada (constituida por la Fuerza Electromagnética, la Fuerza Fuerte y la Fuerza Débil).

• La densidad del Universo era tan extrema que energía y materia eran una y la misma cosa. La materia estaba potencialmente contenida en un mar de pura energía y vibración.

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De 0 segundos hasta el presente...10 (-35) segundos... “Era de la Inflación”

• Durante estos instantes, en apenas trillonésimas de trillonésimas de segundos, el Universo se expande de una esfera billones de veces más pequeña que una partícula subatómica a un Universo microscópico, de tamaño medio entre una canica y un campo de football !

• A esta secuencia específica se le conoce como la etapa de Inflación del Universo.

• Este evento se cree es el responsable de la apariencia uniforme, en términos de temperatura y distribución de materia, de nuestro Universo observable.

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…10(-32) segundos … “Era de los Quarks”

• La temperatura y densidad del universo, aunque aún extremas, bajan lo suficiente como para que se condensen las primeras formas de la materia física.

• Entre estos, los quarks. El Universo entonces se torna en un “caldo” efervescente de partículas fundamentales.

Imagen: Wikimedia Commons





…10(-6) segundos … “Era de los Hadrones”

• El Universo ya se ha expandido a un diámetro de 60 billones de millas.

• La temperatura es de aproximadamente unos 18 trillones °F.

• Los quarks se combinan para formar hadrones, partículas pesadas tales como los protones y neutrones.

• Desde este instante las fuerzas del Universo y las Leyes Físicas se comienzan a comportar tal y como las experimentamos en el presente.

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De 0 segundos hasta el presente...1 segundo... “los neutrinos”

• Hasta este instante las partículas fundamentales se encontraban tan comprimidas en el espacio que la densidad del Universo era casi como la del plomo.

• Luego, 1 segundo después de nacido el Universo, su densidad baja lo suficiente como para permitir que los neutrinos puedan moverse libremente por el espacio. Es decir, el espacio se hace transparente a los neutrinos.

• El neutrino es una partícula virtualmente sin masa, que raramente interacciona con la materia. Esto significa que pueden atravesar casi todo objeto físico que encuentren a su paso, incluso un planeta.

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...3 minutos... “nucleosíntesis”

• A los 3 minutos de creado el Universo, la temperatura y densidad fueron ya propicias para que protones y neutrones formaran núcleos atómicos.

• Estos primeros núcleos de materia fueron los más sencillos y elementales, tales como los de helio (2 protones y 2 neutrones) e hidrógeno (1 protón y 1 neutrón).

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…100,000 años … “primeros átomos”

• Aproximadamente 100, 000 años después de La Gran Explosión, las condiciones en el Universo permiten que los electrones se combinen con los núcleos atómicos para formar los primeros átomos de la materia.

• Predominó la formación de átomos de hidrógeno y helio, en un radio de 9 átomos de hidrogeno por cada uno de helio.Im

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De 0 segundos hasta el presente...300,000 años... “Era de la Materia”

• El Universo ya comprendía un diámetro de 100 millones de años luz y se había enfriado a una temperatura de 4,900 °F.

• Hasta ese entonces la densidad del mismo había aprisionado la luz. Es decir, los fotones no podían desplazarse por el espacio sin colisionar constantemente con otras partículas y ser absorbidos en el proceso. El Universo luciría como una densa neblina levemente luminosa. La luz estaba en presencia, contenida, pero no liberada.

• Luego, a partir de esta etapa, la densidad baja lo suficiente como para permitir que los fotones pudieran viajar libremente a través del espacio. Se disipa la neblina. El Universo se hace transparente a la luz.

• Este momento marca el comienzo de nuestra era en el Universo, caracterizada por la transparencia del espacio y la presencia de la materia física.

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...400,000 años... “Era Oscura”• Vastos conglomerados de átomos de hidrógeno y helio

flotaban en el espacio en forma de nubes opacas.

• De entre estas inmensas nubes, por la acción de la fuerza de gravedad, nacen las primeras estrellas. Éstas, a su vez, emergen como parte de galaxias primitivas.

• Estas estrellas ancestrales eran gigantescas, más bien mega-estrellas con masas de hasta 1,000 más que la de nuestro Sol. Su luz, sin embargo, era ocultada por las mismas densas nubes de hidrógeno de las que nacían.

• El Universo, a pesar de encenderse por vez primera con la luz de millones de mega-estrellas, no las lucia. Las nubes opacas de hidrógeno le sumen en una “Era Oscura”.

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De 0 segundos hasta el presente...200 millones de años...

“fin de la oscuridad”• La propia luz de las mega-estrellas, durante su vida estelar,

comenzó a ionizar y “disipar” la nube opaca de hidrogeno tornándola cada vez mas transparente a su luz.

• Estas mega-estrellas, durante y al final de sus ciclos de vida contribuyeron a transformar el ambiente químico del Universo haciendo aparecer por primera vez todos los elementos que conocemos en la tabla periódica.

• Una segunda generación de estrellas, de tamaños más normales, se nutrió de este medio y emprendió otro ciclo estelar que termino por disipar enteramente la nube opaca de hidrógeno.

• Al final de esta era se terminan de estructurar las primeras galaxias, comprendidas a su vez en los grandes conglomerados galácticos.

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… hasta el presente …

• La materia y energía del Universo, a través de la acción omnipresente de las Fuerzas Fundamentales, continua siendo constantemente transformada, desde la realidad del mundo subatómico hasta los procesos de evolución estelar y eventos de orden cosmológicos.

• Su totalidad, determinada durante los primeros instantes del origen del Universo, es finita. Es decir, en ninguna parte del Cosmos, según la Ley de Conservación de la Energía –Materia, se crea o destruye la misma.

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El espacio, sin embargo, sí continua creándose a sí mismo, por decir así, a través de su propia expansión.

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• La entidad temporal, el Tiempo, de la misma manera que el espacio, también continua perpetuando su propia creación.

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Reflexión

• Nuestros cuerpos materiales desaparecerán.

• Pero nuestra conciencia, quizás, continúe expandiéndose como el espacio, junto al tiempo, por toda la eternidad …

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Cómo Nace el Universopor Christian Sánchez

Es imposible imaginar qué existe primero que la existencia, pensar dónde estaba la conciencia antes de ser conciente, imaginar un instante de la nada o simplemente imaginar cómo nace el Universo. Como se cría materia que dar forma a una civilización, a un orden, a un pensamiento con tendencia racional e incapaz de imaginar grandísimas escalas, incapaz de viajar a velocidades de la luz.

En un momento, donde no existía el tiempo, un momento, para darle tiempo al tiempo, para crear una historia, la historia de la existencia, una oportunidad de ser materia. Los procesos de la materia crearon una explosión de vida, el surgimiento de la luz, el fin de la nada, agrandando su mínimo diámetro circular y expandiéndose para darle lugar a un todo.

En el vientre de una nébula se hacia la luz, se hacia la estrella que millones de años más tarde seria adorada por muchas civilizaciones (Egipcios, Griegos o Nórdicos); como agradecimiento de vida y sorpresa de su creación, descendientes de una estrella, hijos de la luz y la materia. Fue un tiempo inconcebible de creación, el pronto viaje de la luz, la sacudida de la materia de una nébula ideo así sus hijos, sus planetas.

Es posible que al universo le gano el deseo, se dejo poseer, tal vez por una necesidad de ser. De esa intangible e invisibles ganas de ser más, de dar toda su materia y transformarla para darle plataforma a la vida. Como las pinceladas de un canvas, naciendo primeramente en la mente de su creador y salpicadas las primeras gotas de pintura que le darán color, al vacío blanco de la tela o como la luz que da una imagen en una fotografía, siendo luz y luego forma.



Cómo Nace el Universopor Christian Sánchez

Como toda creación, igual que el Universo, el arte nace de un deseo, de un concepto, que necesita ser visible en distintas formas y manifestaciones. Su esencia esta y siempre estuvo, sin principios ni fin, solo necesita esa explosión que se manifestara en los trazos creados por el artista que luego darán representación a su forma referente. El arte también nace, se transforma, toma formas, una construcción que lleva consigo la evidencia de vida.

Somos nosotros los artistas creadores de mil universos, de galaxias internas que hacemos externas en nuestras obras, plasmando el más genuino gesto de humanidad, que perdurará en su efímera longitud de vida posible, pues como el

universo tiene su principio, su desarrollo y un posible final.En los procesos de creación el artista pasa por un momento de big bang donde surgen mil ideas, las cuales desarrollara, transformándolas en lo que será su obra final.

En modo de comparación el arte y el universo convergen en que ambos nacen y se desarrollan, con la mera intención de ser, de dar forma lógica a una energía y a un orden. Con la promesa de ser contemplados y admirados, pero como toda creación tendrá su momento de muerte, que significara un momento más para recrearse y dar forma a una nueva materia, una nueva mirada, un siguiente intento.



Cómo Nace el Universo• “… ambos fenómenos contienen en

ello sin numero de codificaciones, símbolos, interpretaciones que presenta solo una parte de lo que es o puede ser su creador. Porque sostienen el más profundo y ajeno contenido de la esencia.”(Judith Padilla Martínez)

• “Mi mente es un universo de posibilidades estelares. Mi cabeza es un espacio universal.”(Antonio Velázquez)

• “Nosotros somos esos cuerpos que se han integrado a la parte creativa del universo. Desde el macro hasta el micro, nosotros continuamos creando más allá de lo que a simple vista el universo nos puede mostrar.”(Jaime Fontanals)

• “… los dos empiezan pequeño y terminan grande!”(Jason Cunningham)

• “… mi mente es un campo de gravedad en intelecto …”(Kevin Conde)

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Actividades1. Investiga sobre los mitos de creación del Universo de al menos dos culturas

diferentes y descríbelos. Compara luego sus premisas, detalles y cosmovisión con las de la Teoría de La Gran Explosión.

2. Desarrolla un breve ensayo en el que compares tu proceso creativo como artista con el proceso de creación del Universo según la Teoría de La Gran Explosión.

3. Utilizando el presente módulo como punto de partida, investiga y presenta por lo menos cuatro características u observaciones sobre nuestro Universo que sustentan la Teoría de La Gran Explosión. Discute brevemente cada una de ellas.

4. Desarrolla una obra plástica abstracta en la que representes una o una serie de las etapas descritas en la creación del Universo. Dale un nombre a tu obra. Explica y justifica la misma por escrito.

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Post PruebaCierto o Falso

1. Según la teoría de la Gran Explosión el Universo ha existido siempre y permanecerá así por la eternidad.

2. La expansión del espacio representa una de las observaciones sobre nuestro Universo que apoyan la Teoría de la Gran Explosión.

3. La SUPER FUERZA se refiere al estado de unificación en el que se encontraban las 4 Fuerzas Fundamentales al inicio mismo del Universo.

4. Los eventos durante la llamada “Era de Plank” han podido ser meticulosamente descritos por la Teoría de La Gran Explosión.

5. La llamada “Era Oscura” del Universo se refiere a la época antes de la cual se encendieran las primeras estrellas.

6. Se ha postulado, a base de evidencia astrofísica, que la mayor parte de nuestro Universo estáconstituido por materia y energía oscura, respectivamente, ambas de naturaleza desconocida.

7. La Fuerza Fuerte es la fuerza responsable de mantener los electrones orbitando en torno al núcleo del átomo.



Respuestas1. falso

2. cierto

3. cierto

4. falso

5. falso

6. cierto

7. falso

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Fotos por orden de aparición16. Nébula del Rectángulo Rojo,

HD4417917. Nébula “Spirograph”18. Nébula NGC 675119. Detalle Nébula20. Nébula IC 440621. Nébulas Planetarias varias22. Nébula NGC 653723. Nébula de la Hélice, NGC 729324. Cassiopeias A’s25. NGC 199926. Monocerotes, V 83827. NGC 635728. Nébula del Anillo, M 5729. Nébula del Esquimal, NGC 239230. Nébula del Reloj de Arena,

MyCn18

1. Detalle de la Nébula de Orión, M42

2. Planeta Saturno3. Galaxia Andrómeda4. Galaxia Espiral NGC 44145. Conjunto Galáctico6. Nébula del Cangrejo, M17. Nébula del Águila, NGC 6028. Conglomerado Galáctico de Abell9. Detalle de la Nébula Tarántula 10.Detalle Nébula del Águila11.Nébula de Ojo de Gato, NGC

654312.Nébula 654313.Galaxia Sig07 00914.Nébula15.Detalle de Nébula Insecto, NGC

6302

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Referencias• Altschuler, Daniel R.; Children of the Stars, 2002

• Ferris, Thimothy; Galaxies, 1987

• Kaler, James B.; Stars, 1992

• Luhr, James F.; Smithsonian EARTH, 2003

• Public Library, New York; Science Desk Reference, 1995

• Rees, Martin; Smithsonian UNIVERSE, 2005

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Enlaces• Wikimedia Commons:

http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Orion_Nebula_-_Hubble_2006_mosaic_18000.jpg






















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