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Origen y evolución del Universo

Origen y evolución del Universo. El estudio del Universo. ¿Cuándo comenzó el estudio del Universo? En la civilizaciones antiguas el ser humano ya se preocupaba de estudiar el universo. Las personas miraban el cielo, interpretando de diferentes maneras lo que miraban.

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Origen y evolución del Universo

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Presentation Transcript


  1. Origen y evolución del Universo

  2. El estudio del Universo • ¿Cuándo comenzó el estudio del Universo? En la civilizaciones antiguas el ser humano ya se preocupaba de estudiar el universo. Las personas miraban el cielo, interpretando de diferentes maneras lo que miraban. • Los pueblos de la Antigüedad asociaron los cambios de posición del Sol con la sucesión de las estaciones, y crearon diferentes calendarios el babilónico, de 354 días, el egipcio de 365; y el romano de 165,25 días, que es el que utilizamos actualmente. • Además fenómenos relacionados con la Tierra, el Sol y la Luna fueron investigados y predichos en la antigüedad. Por ejemplo Tales de Mileto predijo el eclipse solar del año 585 a. C. Y se le considera uno de los primeros astrónomos. • Por otro lado, también plantearon teorías acerca de la ubicación de la Tierra en el universo: las teorías GEOCENTRICA y HELIOCENTRICA.

  3. Teoría geocéntrica. • Según esta teoría, la Tierra es el centro del Universo. Uno de los precursores de esta teoría fue Aristóteles, un filósofo y científico griego, para quien todos los astros giraban en torno a la Tierra en círculos perfectos. Basado en las ideas de Aristóteles, Claudio Ptolomeo planteo en el siglo II d.C. Que la Tierra esta en reposo, en el centro del universo, y que la Luna, el Sol, los planetas y todas las estrellas giran alrededor de ella describiendo órbitas circulares.

  4. Teoría heliocéntrica • Según esta teoría el Sol es el centro del Universo. Durante el renacimiento, época en que se produjo un auge de las artes y las ciencias, el astrónomo polaco Nicolás Copernico 81473 – 1543) planteo la idea de que el Sol se encuentra inmóvil en el centro del Universo y la Tierra gira a su alrededor. A pesar de que esta teoría fue desarrollada en los primeros años de la década del 1500, se divulgó años mas tarde, ya que al comienzo Copernico dudo en publicar sus hallazgos , por temor a las críticas de la comunidad científica y religiosa de la época. • Años mas tardes el científico italiano Galileo Galilei (1564 – 1642) defendió la teoría heliocéntrica. Galileo fue el primero en utilizar un telescopio para estudiar el Universo. Observó por ejemplo, que los planetas nos e veían siempre del mismo tamaño, lo que se contraponía con la teoría geocéntrica, ya que si los planetas giraran en torno a la Tierra, debían verse siempre del mismo tamaño. Infirió así que los planetas se veían más grandes o más chicos dependiendo de la distancia a la que se encuentra del Sol, lo que le permitió confirmar las predicciones de Copernico.

  5. Nicolás Copernico

  6. Otros estudios del universo • En la misma época de Galileo Galilei, el astrónomo Tycho Brahe, logro calcular con exactitud la posición de los planetas. Esto permitió a su ayudante Johannes kepler matemático y astrónomo alemán, plantear tres leyes fundamentales sobre el movimiento de los planetas: • Los planetas giran alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas y no circulares. • La velocidad con que los planetas giran en torno al Sol varía a lo largo de su órbita, cuando el planeta se aproxima al Sol su velocidad aumenta, y cuando se aleja disminuye. • El tiempo que demora en recorres su órbita está en directa relación con la distancia media que lo separa del Sol, es decir, mientras mas alejado está el planeta del Sol mas tiempo demora en recorrer su órbita, en comparación con un planeta que se encuentre mas cerca de este.

  7. Posteriormente, nuevos descubrimientos, como los realizados por Isaac Newton, y publicados en 1687, ayudaron a aclarar por que los planetas giran alrededor del Sol. • La actual concepción del Universo se basa en los descubrimientos de Edwin Hubble quien en 1929 señaló que el Universo se encuentra en expansión, y que las galaxias van distanciándose unas de otras. Según Hubble, mientras más distante esta una galaxia de nosotros, esta se aleja con mayor velocidad. Esta relación se conoce como Ley de Hubble, según la cual las galaxias se alejan de la Tierra con una velocidad proporcional a la distancia a la que se encuentra de nuestro planeta. Esta ley demuestra que nuestro planeta esta expandiéndose en todas direcciones • Otro aporte fundamental al estudio del Universo lo realizó Albert Einstein Con su Teoría de la relatividad. Según Einstein en el Universo no hay ningún punto fijo o inmóvil, sino que esta en movimiento y, por lo tanto, no existen velocidades ni medias absolutas.

  8. Origen del Universo TEORÍA DEL BIG - BANG En 1927, el astrónomo belga Georges Lamaitre planteó, a partir de las observaciones realizadas por Edwin Hubble, que si el Universo se encuentra en expansión, en el pasado tubo que haber sido mas pequeño. Esto lo llevo a formular la teoría de la gran explosión. Según esta teoría, al comienzo no había nada más que un núcleo atómico infinitamente pequeño, conocido como singularidad, que contenía todo lo que sería nuestro Universo y que en el espacio y el tiempo no existían. Hace aproximadamente 15.000millones de años, esta singularidad explotó, originando un evento cósmico de magnitudes inimaginables, en el que las temperaturas generadas y la velocidad de expansión se escapan a toda escala de medición. Por ejemplo, se estima que al temperatura del Universo era de uno 10.000 millones de grados, Breves momentos después se produjo la formación de partículas de materia. Transcurrido 300.000 después del Big Bang, aproximadamente, se formaron los quasares y galaxias como Andrómeda y la Vía Láctea. Con el transcurrir del tiempo surgieron sistemas planetarios, como el Sistema Solar, y planetas como Júpiter y Venus pero ¿qué evidencias apoyan la teoría del Big Bang? • A lo largo del tiempo se han formulado muchas explicaciones para responder esta interrogante. Sin embargo, la teoría mas aceptada en la actualidad es la teoría del big bang o de la gran explosión.

  9. Evidencias que apoyan la teoría del Big Bang • Ley de Hubble: Según Hubble las galaxias tienden a alejarse con una velocidad proporcional a su distancia de la Tierra. Según esta observación, elUniverso no es estático, sino que se está expandiendo y, por ende, en tiempos anteriores debe haber estado totalmente concentrado. • Radiación de fondo o eco cósmico del Universo: En 1965, los físico Arno Penzias y Robert Wilson, probando un detector de microondas muy sensible, observaron que captaba una extraña radiación que provenía de todos los puntos del espacio por igual. Diversas pruebas demostraron que esta radiación procedía de mas allá del Sistema Solar, e incluso, de mas allá de nuestra galaxia. Posteriormente Jim Peebles, un físico teórico, planteó que la radiación era un eco del Big Bang; algo así como un “fósil” que avalaba la idea de que el Universo se originó a partir de una gran explosión. • Paradoja de Olbers: Esta paradoja señala que si el Universo tuviera una extensión infinita y estuviese ocupado de manera uniforme por estrellas, el cielo nocturno debería resplandecer con una luminosidad semejante a la del Sol. Entonces, ¿por qué el cielo es oscuro de noche? Una de las explicaciones a esta paradoja es el descubrimiento de Edwin Hubble, ya que el hecho de que las galaxias se alejen unas de otras, y que el Universo este en expansión, implica que la luz de las galaxias va debilitándose a mediad que se alejan de nosotros.

  10. Otras teorías sobre el origen del Universo • Existen otras pruebas que explican el origen del Universo, sin embargo, no presentan pruebas que las repalden de manera tan concreta como la teoría del Big Bang. • Teoría del estado estacionario: esta teoría fue propuesta en 1948 por los británicos Bondi y sir Fred Hoyle, y por el norteamericano Thomas Gold. En términos generales plantea que: *El Universo no ha tenido un principio concreto, ni tampoco tendrá un fin. *Las galaxias seguirán alejándose de manera infinita . *El Universo podría ser infinito. • Teoría del Universo pulsante: Esta teoría acepta la teoría de una gran explosión inicial, y además plantea que: *La expansión del Universo no será infinita; ya que en algún momento se producirá la detención del movimiento de expanció de las galaxias, como consecuencia de la fuerza de atracción del propio Universo. *Las galaxias comenzaran a contraerse, hasta construir un conjunto de materia muy densa. Luego,s e producirá otra gran explosión, posteriormente otra expansión, y así sucesivamente. Los científicos utilizan el termino Big Crunch para referirse al momento en que las galaxias se concentrarían en un solo punto, como ocurrió al inicio de la gran explosión o Big Bang . Si la teoría del Big Crunch fuera correcta, se estima que ocurriría en unos 150.000 millones de años.

  11. Las distancias en el Universo. • Cuando hablamos de tamaño y de distancias en Astronomía, nos referimos a magnitudes de tal dimensión que las unidades de medida que utilizamos habitualmente no nos sirven y debemos emplear otras que sólo tienen sentido en el ámbito del Universo. La unidad básica de distancia (longitud) usada en Astronomía es el AÑO LUZ (a.l.), que es la distancia recorrida por la luz en un año. Teniendo en cuenta que la luz en el vacío se mueve a 300.000 km/s, deducimos que un año luz equivale a: 1 año = 365 días * 24 horas * 3600 s = 31.536.000 s 1 año luz (a.l.) = 31.536.000 s * 300.000 km/s = 9.460.000.000.000 km • Como ejemplos de distancias en el Universo podríamos citar los siguientes: • Estrella más cercana al Sol (Alfa Centauri) 4,3 a.l. • Distancia de la estrella Polar 300 a.l. • Longitud de la Vía Láctea 100.000 a.l. • Galaxia más próxima a la Vía Láctea 2.000.000 a.l. 2 x 106 • Objetos más lejanos 14.000.000.000 a.l 14 x 109

  12. Formación del Sistema Solar. Origen La teoría aceptada hoy en día recibe el nombre de Teoría de los Planetesimales. Concuerda razonablemente con la teoría del propio origen del Universo y de las galaxias a partir del Big - Bang. Estos son sus presupuestos: una nube de gas y polvo cuyas partículas, por efecto de la gravedad, habrían comenzado a juntarse unas con otras, formando una gran masa que habría alcanzado la temperatura suficiente para iniciar las reacciones de fusión, apareciendo una estrella que sería el Sol. El resto de la nebulosa, dispuesta alrededor del Sol, comenzaría a enfriarse y sus componentes moleculares se habrían colocado de acuerdo a su densidad y masa por la atracción gravitatoria solar de la manera siguiente: a.- Los elementos y moléculas más densos serían atraídos con mayor fuerza y quedarían más cerca del Sol, originando los planetas terrestres. b.- Los componentes gaseosos, más ligeros serían atraídos con menos fuerza y quedarían más lejos, originando los planetas gaseosos. c.- Habrían aparecido pequeños cuerpos sólidos de distintos tamaños que se atraerían unos contra otros, uniéndose y formando cuerpos cada vez mayores. Estos cuerpos sólidos reciben el nombre de planetesimales. d.- Finalmente estos planetesimales irían formando los ocho grandes cuerpos que terminarían dando los planetas. Los asteroides son planetesimales que sobraron y no llegaron a formar  parte de ningún planeta de tipo terrestre. Más allá de Neptuno quedaron restos gaseosos congelados formando los cometas; Plutón sería un objeto cometario atraído posteriormente por la gravedad del Sistema Solar. Los satélites más grandes se formarían igual que los planetas y otros serían asteroides y cometas capturados.

  13. Componentes: En un brazo de la Vía Láctea, el llamado brazo de Orión, se encuentra nuestro sistema planetario, el Sistema Solar. Esta formado por el SOL, que es una estrella amarilla, relativamente joven, de tamaño mediano, alrededor del cual giran una serie de planetas y planetoides o planetas menores. Los planetas son nueve. Sus nombres, según su proximidad al Sol son: MERCURIO, VENUS, TIERRA, MARTE, JÚPITER, SATURNO, URANO, NEPTUNO y PLUTÓN. Entre Marte y Júpiter se encuentran losASTEROIDES, que a veces son atraídos por los planetas y chocan contra su superficie (METEORITOS). En órbitas muy alargadas procedentes de más allá de Plutón, se mueven losCOMETAS.

  14. Andromeda Vía Lactea

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