Transcript Big Bang
NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO
SISTEMA SOLAR
UNIVERSO
Historia de la Astronomía.
Conceptos básicos: Cosmología, astrofísica, galaxia, nebulosa, constelación, estrella, planeta, etc.
Universo en expansión (Efecto Doppler, etc.) -Big Bang -Estructura del universo.
Estrellas (evolución y tipos, formación elementos químicos, diagrama HR, etc.) -Sistema solar.
Métodos de exploración espacial
Stonehenge
Complejo megalítico construido en la noche de los tiempos, parece indicar el punto de salida del Sol durante los solsticios de verano, invierno, etc. Tal vez, construido por interés por las cosechas, religión, etc.
Stonehenge (neolítico)
Babilonia
- Los babilonios estudiaron los movimientos del Sol y de la Luna para perfeccionar su calendario.
Observación de eclipses, Su periodicidad, etc. - Dieron nombre a las constelaciones más importantes
Antiguo Egipto 1
- Los egipcios observaron que las estrellas realizan un giro completo en poco más de 365 días. Además este ciclo de 365 días del Sol concuerda con el de las estaciones, y ya antes del 2500 a.C. los egipcios usaban un calendario basado en ese ciclo, por lo que cabe suponer que utilizaban la observación.
Antiguo Egipto 2
La orientación de templos y pirámides es otra prueba del tipo de conocimientos astronómicos de los egipcios: se construyeron pirámides como la de Gizeh, alineada con la estrella polar, con la que les era posible determinar el inicio de las estaciones - Herodoto, en sus Historias dice: "los egipcios fueron los primeros de todos los hombres que descubrieron el año, y decían que lo hallaron a partir de los astros".
Antiguo Egipto 3
El modelo aristotélico del mundo
La Tierra como un globo inmóvil alrededor del cual giran los ligeros objetos celestes. Esta teoría, conocida como
sistema geocéntrico
, permaneció inalterada unos 2.000 años. Sus bases eran: - Los Planetas, el Sol, la Luna y las Estrellas se mueven en orbitas circulares perfectas.
-La velocidad de los Planetas, el Sol, la Luna y las estrellas son perfectamente uniformes.
-La Tierra se encuentra en el centro exacto del movimiento de los cuerpos celestes.
Grecia Antigua
-
Aristarco de Samos
. Creía que los movimientos celestes se podían explicar mediante la hipótesis de que la Tierra gira sobre su eje una vez cada 24 horas y que junto con los demás planetas gira en torno al Sol (
modelo heliocéntrico
).
Copérnico (modelo heliocéntrico)
Las ideas de Copérnico supusieron un cambio radical y un nuevo impulso para una ciencia que estaba dormida. Copérnico analizó críticamente la teoría de Tolomeo de un Universo geocéntrico y demostró que los movimientos planetarios se pueden explicar mejor atribuyendo una posición central al Sol, más que a la Tierra ( modelo heliocéntrico ).
Galileo (modelo heliocéntrico)
Galileo Júpiter.
, defendió el modelo heliocéntrico descubrió pruebas sobre el movimiento de la Tierra cuando se inventó el telescopio en Holanda. En 1609 construyó un pequeño y telescopio de refracción, lo dirigió hacia el cielo y descubrió las fases de Venus, lo que indicaba que este planeta gira alrededor del Sol. También descubrió cuatro lunas girando alrededor de
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Kepler (Astronomía moderna)
Johannes Kepler , formuló las leyes del movimiento planetario, afirmando que los planetas giran alrededor del Sol y no en órbitas circulares con movimiento uniforme, sino en órbitas elípticas a diferentes. Las leyes de Kepler se pueden resumir así: 1.- Los planetas giran alrededor del Sol en orbitas elípticas estando este en uno de sus focos.
2. Una línea dibujada entre un planeta y el sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
3.- El cubo de la distancia media de cada planeta al Sol es proporcional al cuadrado del tiempo que tarda en completar una órbita.
Newton
- A partir de las observaciones y conclusiones de Galileo, Tycho Brahe y Kepler, Newton llegó, por inducción, a sus tres leyes simples del movimiento y a su mayor generalización fundamental: la ley de la gravitación universal .
Además modificó los telescopios creando los telescopios reflectores, etc.
Cosmología moderna (siglo XX)
Los avances en astronomía (en realidad, en todas las ciencias) durante el siglo XX superan con creces las de todos los siglos anteriores. Se construyeron telescopios de reflexión cada vez mayores. Los estudios realizados con estos instrumentos revelaron la estructura de enormes y distantes agrupamientos de estrellas, denominados galaxias, y de cúmulos de galaxias.
EINSTEIN
Albert Einstein propuso su Teoría de la Relatividad General que el universo no debe ser estático sino que se encuentra en en la que se deduce expansión , sin embargo, esto no coincidía con lo que se creía era realmente un universo estático, de esta manera Einstein introdujo en su formula la constante cosmológica para adecuarla a las teorías vigentes.
Vesto Slipher
Estudio la formación de estrellas, en las nebulosas. Encontró aparte de la rotación de dichas nebulosas un debió a que el hallazgo.
desplazamiento al rojo persistente en sus espectros, este hallazgo se efecto Doppler indica que las longitudes de onda emitidas por un objeto que se aleja del observador, se alargan corriéndose hacia el rojo en el espectro estudiado. Sin embargo Slipher no encontró la explicación a su
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Efecto Doppler
.
EFECTO DOOPPLER
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Desplazamiento hacia el rojo
Hubble - Hubble
, al medir las distancias de 25 galaxias encontró una correlación directa entre su distancia y el grado de desplazamiento hacia el rojo, o en otras palabras la velocidad a la que se alejan. Acababa de descubrir la
expansión del Universo.
- V = H0 * D
Georges Lemaitre
El Hombre que unió los hallazgos de Slipher, Hubble y Einstein. Fue un matemático sacerdote, quien en 1927 publicó un articulo donde desarrollaba la relación del desplazamiento al rojo con un
universo en expansión
.
Después de Lemaitre
Posteriormente, la comunidad científica comenzó a pensar que si el universo se encuentra en expansión alguna vez todo debió estar unido en un punto de al cual llamó singularidad o " átomo primordial " y su expansión " universo.
Gran Ruido ". Mas tarde el astrónomo Fred Hoyle, quien era opuesto a esta propuesta, la llamo despectivamente "Big Bang". Así es como se conoce a la teoría mas aceptada actualmente como origen del
La radiación cósmica de fondo
La radiación cósmica de fondo es la energía remanente del Big Bang que dio origen al universo. La predicción teórica de esta radiación fue realizada por el físico ruso George Gamow y dos colegas suyos Robert C. Herman y Ralph A. Alpher en 1946. La radiación cósmica de fondo fue detectada por primera vez por los radioastrónomos Arno Penzias y Robert Wilson en 1964.
La radiación cósmica de fondo
ENERGÍA OSCURA
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La
energía oscura
es una forma hipotética de materia que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión negativa y que tiende a incrementar la aceleración de la expansión del Universo , resultando en una fuerza gravitacional repulsiva.
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Imagen WMAP
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Origen del universo (big Bang)
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Big Bang
segundos) segundos) segundos) segundos)
Fases del Big Bang
Fase I. Era de Planck o de la singularidad (10-43 Fase II. Era de la Gran Unificación (Hasta los 10-35 Fase III. Era de la Gran Inflación (A partir de los 10-35 Fase IV. Era electrodébil. (10-34 segundos) Fase V. Era hadrónica Formación de partículas (10-6 Fase VI. Era leptónica (10-4) Fase VII. Era de la Nucleogénesis(10-3 seg.) Fase VIII. Era de los átomos y de la radiación (1seg 300000 años) Fase IX. Condensaciones de materia
Comienzo de la Historia del universo
La materia como la conocemos, no existía en el momento del Big Bang, sólo energía. En los primeros instantes, comenzaron a separarse las 4 fuerzas fundamentales: Gravedad (la atracción entre cuerpos). Electromagnética fotones). Nuclear fuerte (une los átomos en las moléculas, pueden ser transmitida por los (une protones y neutrones en el núcleo). Nuclear débil (rompe el núcleo de un átomo, produciendo la desintegración radiactiva).
Historia temprana del universo
Instantes después, los protones y neutrones comenzaron a fusionarse para formar los núcleos de los átomos de hidrógeno y helio ( Nucleosíntesis, fase VII), Cerca de 300.000 años más tarde, las temperaturas eran lo suficientemente fría como para formar los á tomos de hidrógeno y de helio. Los fotones escaparon de la materia, y la luz existió por primera vez (transparencia). Era de los átomos y la radiación, fase VIII
Cambiando la composición del universo
200 millones años más tarde, con la expansión se producen, estrellas y galaxias formadas a partir de hidrógeno y helio. La fusión nuclear en las estrellas ha reducido la composición original de 100% H y He a un 98%, al formarse átomos más pesados.
Cuando una estrella moribunda explota, los elementos más pesados creados por la fusión son lanzados al espacio para ser reciclados en la formación de nuevas estrellas. La composición general de las galaxias está cambiando gradualmente aumentando la proporción de los elementos más pesados. Fase IX, actual.
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Futuro del universo
(
UNIVERSO ABIERTO ) El destino del Universo
está determinado por la densidad media de la materia existente en él. - Si la cantidad de materia es relativamente poca, la atracción gravitatoria mutua entre las galaxia s disminuirá y el
Universo se expandirá indefinidamente
, es decir, si la densidad del Universo es menor que lo que llamamos densidad crítica, el Universo se expande de forma indefinida, eternamente. Es el
Universo abierto
.
UNIVERSO CERRADO
- Otro modelo de Universo planteado es el denominado
Universo cerrado
. Si la densidad del cosmos fuera superior a un determinado valor, llamado valor crítico, el Universo sería de tipo cerrado, es decir, primero sometido a una fase de expansión y luego de contracción.
- El Universo cerrado puede representarse como una esfera, formada por un área finita pero ilimitada (pues podemos movernos por ella sin encontrar nunca un fin): la esfera nace de un punto (el
Big Bang
) y se expande durante un tiempo; se detiene, y después empieza a contraerse hasta volver a un punto (el
Big Crunch
).
UNIVERSO PULSANTE
- Si la densidad del Universo fuera exactamente igual al valor crítico. Pasa por una fase de expansión. Una vez finalizada la expansión, la fuerza gravitatoria de las galaxias hará que el Universo comience a contraerse hasta llegar a un punto de infinita densidad (
Big Crunch
) y posiblemente reiniciará un nuevo
Big Bang
. A este modelo se le llama
universo oscilante o pulsante .
Futuro del universo
• • •
BIG RIP (Línea azul): La expansión sigue acelerándose hasta provocar un "desgarrón" que desintegrará hasta las partículas subatómicas. CONSTANT DARK ENERGY (Línea roja): La expansión deja de acelerarse, pero la expansión del Universo continúa indefinidamente. BIG CRUNCH (Línea blanca): La expansión cesa y el Universo empieza a contraerse hasta convertirse de nuevo en una singularidad.
Estructura del universo
- Basados en observaciones muy cuidadosas, los astrónomos han podido determinar que el universo está compuesto de aproximadamente 100 mil millones de galaxias . Las galaxias normalmente se encuentran agrupadas en cúmulos, estos se agrupan en supercúmulos, que se disponen formando filamentos
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Tipos de galaxias
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Diagrama HR
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Tipos de estrellas
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Diagrama HR
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Evolución de las estrellas
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Reacciones de fusión 1
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Reacciones de fusión 2
Nebulosas (Cangrejo/Andrómeda)
Colisión de galaxias (constelación de Pegaso)
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VÍA LÁCTEA
• Galaxia en espiral que contiene nebulosas , polvo cósmico y entre 100.000 a 300.00 millones de estrellas. En uno de cuyos brazos se localiza el Sistema Solar a unos 300.000 años luz del centro.
• Está formada por: – Bulbo o núcleo (con varios millones de estrellas y tal vez un agujero negro en su centro) – Disco (con estrellas más jóvenes, nebulosas y polvo cósmico, distribuidas en cinco brazos principales: Perseo, Orión, Sagitario, Centauro y Cisne) – Halo (con varias estrellas agrupadas en cúmulos globulares y varias estrellas aisladas
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Vía láctea
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Sistema solar
Sistema solar 2
Nuestra estrella, el Sol Planetas Interiores o rocosos Marte).
(Mercurio, Venus, Tierra y Exteriores o gaseosos Neptuno).
(Júpiter, Saturno, Urano y Planetas enanos principal de asteroides, Ceres, Eris de los objetos transneptunianos) (Plutón y Ceres del cinturón Asteroides ( Cinturón principal situado entre Marte y Júpiter) Cinturón de Kuiper y Nube de Oort ( asteroides, cometas y planetas enanos) Cometas Meteoritos
Características Sistema Solar
Las órbitas de planetas y satélites se sitúan en un plano común (eclíptica). Casi todos los planetas y satélites giran en la mismo sentido. Los ejes de rotación de casi todos los planetas y los satélites son casi perpendicular al plano de la eclíptica
Propiedades de los planetas
Los planetas terrestres son pequeños, tienen una alta densidad, y se compone de rocas y elementos metálicos Los planetas gaseosos son grandes, tienen una baja densidad, y se componen de gases y compuestos congelados
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Sol
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Planetas
Exploración universo
- Telescopios - Radiotelescopios - Telescopios espaciales (T. Hubble) - Viajes espaciales - Transbordadores o lanzaderas espaciales.
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