¿Cómo hemos conocido la Vía Láctea?

Presentación del tema: "¿Cómo hemos conocido la Vía Láctea?"— Transcripción de la presentación:

1 ¿Cómo hemos conocido la Vía Láctea?
Adriana Gazol Patiño Centro de Radioastronomía y Astrofísica UNAM 5 de noviembre de 2010

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5 Culturas Antiguas MIXCOATL OHTLI

6 El mito griego de la Vía Láctea
Γάλα = gala=leche Γαλαξίας = galaxias

7 -Cientos de miles de millones de estrellas -Gas -Polvo
La Vía Láctea -Cientos de miles de millones de estrellas -Gas -Polvo

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9 Demócrito de Abdera (460-370 A.C.)
Conocido por el “atomismo” Fue el primero en postular que la Vía Láctea estaba compuesta por un gran número de estrellas (que no se podían ver a causa de la sombra de la Tierra!!!) También fue de los primeros en postular la existencia de otros mundos y la posibilidad de que algunos estuvieran habitados.

10 Primer telescopio galileano
Galileo Galilei ( ) Defensor del sistema copernicano Primero en observar sistemáticamente por un telescopio, interpretando y divulgando sus resultados Descubrió que la atmósfera terrestre amplifica el diámetro de las estrellas, con lo que pudo calcular nuevas distancias a las estrellas que permitían considerarlas como soles lejanos Primer telescopio galileano

11 Observaciones de Galileo
Superficie de la Luna Manchas solares Las Pléiades 4 lunas de Júpiter Estrellas de la Vía Láctea

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13 1632 Confrontación entre las cosmologías de Aristóteles y de Copérnico. Publicado con permiso del Papa En el índice de libros prohibidos hasta 1835

14 Thomas Wright ( ) 1750: “An original theory or new hypothesis of the Universe” -Estrellas distribuidas de manera más o menos uniforme en un plano infinito en el que se encuentra inmerso el Sol -En dirección longitudinal se ve una infinitud de estrellas, mientras en dirección transversal se ven sólo las estrellas cercanas -Modelo compatible con la apariencia de la Vía Láctea

15 Isaac Newton ( ) Fuerza de Gravedad

16 Immanuel Kant ( ) Notó que el modelo de Wright era incompatible con la teoría de la gravitación de Newton. Encontró la solución tomando como ejemplo al Sistema Solar: la fuerza centrífuga debida al movimiento debe compensar la fuerza de atracción gravitacional La Vía Láctea podría ser estable si las estrellas estuvieran distribuidas en un disco y el disco estuviera en rotación Propuso que la Vía Láctea es un conglomerado de estrellas con forma de disco -Podrían existir otros conglomerados semejantes -Debido a las distancias tales conglomerados se verían sólo como manchas luminosas con formas circulares o elípticas

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18 William Parsons, Conde de la Rosse
Nebulosas William Parsons, Conde de la Rosse ( )

19 Nebulosas

20 William Herschel ( ) Construyó telescopios más grandes con los que se podía observar: -lunas de otros planetas -nebulosas Estudió detalladamente la estructura de la Vía Láctea Sospechó que las nebulosas eran conglomerados de estrellas, hasta que descubrió una en forma de anillo con una estrella en el centro (????)

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22 Si en una región del cielo se observan más estrellas, debe ser una región más grande y más lejana

23 Herschel II Supuso que cada región sideral tiene un tamaño proporcional al número de estrellas que se observan en ella Concluyó que el sistema estelar tenía forma aplanada, contornos irregulares y el Sol ocupaba la región central 8,000 años luz de diámetro y 1,000 años luz de espesor

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25 midiendo el ángulo se puede conocer la distancia a estrellas cercanas
Paralaje debido al movimiento de la Tierra la posición de las estrellas debería variar por cierto ángulo a lo largo del año midiendo el ángulo se puede conocer la distancia a estrellas cercanas …el efecto es muy pequeño… el primer paralaje estelar se midió en 1838, por Frederich Bessel para la estrella 61 Cygni 11 años luz

26 En la primera década del siglo XX prevalecía la idea de que la mayoría de las estrellas estaban confinadas a un disco plano. El diámetro de dicho disco era ~ 10 veces mayor que su espesor y el sol se encontraba en el centro Se creía que las estrellas más lejanas estarían a ~20000 años luz No se sabía si todas las nebulosas formaban o no parte de la Vía Láctea

27 Jacob Kapteyn ( ) Aprovechó las novedades en la técnica de fotografía astronómica Investigación sobre la forma y la estructura del Universo . Similar a la de Herschel, pero con placas fotográficas tomadas en varios observatorios Determinación de la posición, los movimientos propios y la luminosidad de estrellas en 206 distintas regiones del cielo Imagen tridimensional de la distribución de estrellas Se dió cuenta de que conforme aumentaba la distancia al Sol, disminuía la densidad de estrellas . Supuso que el límite del Universo era donde ya no se veían más estrellas

28 Jacob Kapteyn ~6,000 ly ~30,000 ly Universo lenticular con un diámetro máximo de 30,000 años luz y espesor central de 6,ooo años luz La ubicación del Sol cerca del centro del Universo resulto una consecuencia de que el observó una mayor densidad de estrellas en la vecindad solar

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31 OPTICO INFRARROJO

32 Las cefeidas Estrellas variables pulsantes MUY LUMINOSAS en las que es brillo cambia periódicamente Entre más largo es el periodo mayor es la luminosidad de la cefeida Henrietta Swan Leavitt ( ) Midiendo la duración del periodo de cefeidas se puede determinar su luminosidad absoluta y comparándola con la luminosidad aparente, se puede determinar su distancia Se pueden usar para medir la distancia a objetos lejanos

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35 Cúmulos globulares Nebulosas con simetría esférica bien definida. La densidad de estrellas disminuye hacia la periferia, por lo que se pueden distinguir un gran número de estrellas Ahora se sabe que son objetos gigantescos constituidos por cientos de miles de estrellas ligadas gravitacionalmente Algunos pueden tener hasta un millón de estrellas Forman parte de la Vía Láctea Son objetos muy viejos

36 Harlow Shapley ( ) Encontró una nueva manera de tomarle medidas a la Vía Láctea Usando estrellas variables midió la distancia a 69 cúmulos globulares Los cúmulos más cercanos estaban a 30,000 años luz (más allá del límite de Kapteyn). Los cúmulos estaban distribuidos en un elipsoide cuyo plano central coincidía con la Vía Láctea. Se veían más cúmulos en una dirección que en la otra. La asimetría se debe a que el Sol no está en el centro sino en uno de los bordes Nuestro sistema estelar mide más de 300,000 años luz de diámetro

37 Cúmulos globulares sol 300,000 años luz Vía Láctea

38 REVISIÓN DE TODAS LAS MEDIDAS DE DISTANCIA
El hecho de que el Sistema Solar no fuera el centro del Universo no resultó difícil de aceptar para los astrónomos Lo difícil de aceptar fue la escala de Shapley Alrededor de se demostró que hay polvo en el plano de la Vía Láctea y que el polvo oscurece la luz de las estrellas, por lo que las que están cerca del plano se ven menos luminosas de lo que son REVISIÓN DE TODAS LAS MEDIDAS DE DISTANCIA DIAMETRO DEL DISCO DE LA VIA LACTEA: ~3 veces mayor que el predicho por Kapteyn, ~3 veces menor que el predicho por Shapley

39 La respuesta a la pregunta sobre la naturaleza de las ¨nebulosas espirales¨ también se resolvió al principio de los años 20

40 Evidencia de la distinción entre la Vía Láctea y el resto del Universo
Edwin P. Hubble ( ) 1923: determinación de la distancia a Andrómeda usando una cefeida ¡1 millón de años luz! Universo isla Observaciones de otras galaxias: distancias semejantes tamaños de varias decenas o centenas de años luz Evidencia de la distinción entre la Vía Láctea y el resto del Universo Más observaciones: -distribución de galaxias extendida por millones de años luz -agrupación en Cúmulos de Galaxias -número aparentemente ilimitado de galaxias

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43 Evidencias de la dinámica estelar
Jan Hendrik Oort ( ) ui8 Evidencias de la dinámica estelar Rotación Diferencial Rotación Diferencial

44 Los Colores de la Luz Prisma

45 Efecto Doppler Longitud de onda grande Baja frecuencia Longitud de onda chica Alta frecuencia El desplazamiento en frecuencia es proporcional a la velocidad de la fuente Se acerca, corrimiento al azul En reposo Se aleja, corrimiento al rojo

46 Evidencias de la dinámica estelar
Jan Hendrik Oort ( ) ui8 Evidencias de la dinámica estelar Rotación Diferencial Rotación Diferencial

47 La Vía Láctea Disco Delgado --Estrellas y Gas Disco Grueso --Estrellas
Bulbo --Estrellas y Gas Halo:--Estrellas Cúmulos Globulares

48 Algunos Datos Diámetro : ~100,000 años luz
Espesor: ~1,000 años luz : Estrellas ~ 12,000 años luz : Gas Número de estrellas: mil millones de estrellas Distancia del Sol al Centro Galáctico : 26,000 años luz Periodo de rotación del Sol : 250 millones de años Velocidad de rotación del Sol : ~220 km/s

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55 La Vía Láctea 2005 2008

56 El Centro de la Galaxia

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58 4.31 millones de masas solares!!!

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63 Problema de la paralaje
introducción del movimiento de la Tierra y bóveda celeste (estrellas) fija la posición de las estrellas debería variar por cierto ángulo a lo largo del año …por las distancias estelares el efecto es demasiado pequeño como para que hubiera podido ser medido en aquel entonces….

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67 -Después de Kepler, el problema era explicar por qué los planetas recorrían permanentemente las mismas trayectorias -No se había refutado la concepción aristotélica de que los fenómenos terrestres son de naturaleza distinta a los celestes -No se relacionaba la caída de los cuerpos en la Tierra con el movimiento de los planetas

68 Isaac Newton ( ) Sentó las bases de la visión científica racional del mundo que duró hasta el s. XX

69 + = Análisis del movimiento de los planetas según las leyes de Kepler GRAVITACIÓN UNIVERSAL Cálculo diferencial (inventado por él) Todos los cuerpos en el Universo se atraen entre si gravitacionalmente y la fuerza de atracción es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de sus distancias M1 D M2

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71 Midió el brillo de Saturno
Supuso que dicho brillo se debe al reflejo de ¼ de la luz solar que recibe Calculó que el sol se vería con el mismo brillo que Saturno si estuviera 60,000 veces más lejos de lo que está 60,ooo AU es la distancia típica a una estrella ¨ de magnitud 1¨ (ahora se sabe que la distancia a Sirio es 550,000 AU)

72 Implicación de la gravitación universal:
Para evitar que el Sol y las estrellas se colapsaran debido a la atracción gravitacional entre ellas, deberían estar muy alejadas. Pero la fuerza de atracción, aunque puede ser muy pequeña, no puede ser nula si el Universo fuera finito, cualquier grupo de estrellas terminaría por colapsarse El Universo debería ser infinito y uniforme, de manera que sólo regiones pequeñas puedan colapsarse

73 Edmond Halley ( ) Ayudó a Newton en sus estudios de gravitación y en la redacción de los Principia Estudió las órbitas de los cometas concluyendo que estas son elípticas Notó que la posición relativa de las estrellas ya no era la misma que la reportada por los antiguos cuestionó la hipótesis de que las estrellas estuvieran fijas Notó la llamada ¨ Paradoja de Olbers ¨ (Olbers la publicó en 1823)

74 aunque el brillo en cada cáscara sea pequeño, su suma es grande
Paradoja de Olbers cielo nocturno Universo de estrellas observador -infinitas cáscaras esféricas -el número de estrellas aumenta como 1/r2 -el brillo de cada estrella disminuye como 1/r2 aunque el brillo en cada cáscara sea pequeño, su suma es grande ¿ Por qué el cielo de la noche se ve negro y estrellado?

75 Nebulosas

76 William Herschel ( ) Terminó con las especulaciones sobre la naturaleza de las nebulosas y de la Vía Láctea usando observaciones Construyó telescopios más grandes con los que se podía observar: -lunas de otros planetas -nebulosas en cúmulos de estrellas Sospechó que las nebulosas eran conglomerados de estrellas, hasta que descubrió una en forma de anillo con una estrella en el centro (????)

77 Immanuel Kant ( ) Notó que el modelo de Wright era incompatible con la teoría de la gravitación de Newton. Encontró la solución tomando como ejemplo al Sistema Solar: la fuerza centrífuga debida al movimiento debe compensar la fuerza de atracción gravitacional La Vía Láctea podría ser estable si las estrellas estuvieran distribuidas en un disco y el disco estuviera en rotación Propuso que la Vía Láctea es un conglomerado de estrellas con forma de disco -Podrían existir otros conglomerados semejantes -Debido a las distancias tales conglomerados se verían sólo como manchas luminosas con formas circulares o elípticas

78 Urano, 1781

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80 Herschel II Supuso que cada región sideral tiene un tamaño proporcional al número de estrellas que se observan en ella Concluyó que el sistema estelar tenía forma aplanada, contornos irregulares y el Sol ocupaba la región central

81 En la primera década del siglo XX prevalecía la idea de que la mayoría de las estrellas estaban confinadas a un disco plano. El diámetro de dicho disco era ~ 10 veces mayor que su espesor y el sol se encontraba en el centro Se creía que las estrellas más lejanas estarían a ~20000 años luz No se sabía si todas las nebulosas formaban o no parte de la Vía Láctea

82 Jacob Kapteyn ( ) Aprovechó las novedades en la técnica de fotografía astronómica Investigación sobre la forma y la estructura del Universo . Similar a la de Herschel, pero con placas fotográficas tomadas en varios observatorios Determinación de la posición, los movimientos propios y la luminosidad de estrellas en 206 distintas regiones del cielo Imagen tridimensional dela distribución de estrellas Se dio cuenta de que conforme aumentaba la distancia al sol, disminuía la densidad de estrellas . Supuso que el límite del universo era donde ya no se veían más estrellas Universo lenticular con un diámetro máximo de 30,000 años luz y espesor central de 6,ooo años luz La ubicación del Sol en el centro del Universo resulto una consecuencia de que el observó una mayor densidad de estrellas en la vecindad solar

83 Las cefeidas Estrellas variables pulsantes MUY LUMINOSAS en las que es brillo cambia periódicamente Entre más largo es el periodo mayor es la luminosidad de la cefeida Henrietta Swan Leavitt ( ) Midiendo la duración del periodo de cefeidas se puede determinar su luminosidad absoluta y comparándola con la luminosidad aparente, se puede determinar su distancia Se pueden usar para medir la distancia a objetos lejanos

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85 Cúmulos globulares Nebulosas con simetría esférica bien definida. La densidad de estrellas disminuye hacia la periferia, por lo que se pueden distinguir un gran número de estrellas Ahora se sabe que son objetos gigantescos constituidos por cientos de miles de estrellas ligadas gravitacionalmente Algunos pueden tener hasta un millón de estrellas Forman parte de la Vía Láctea Son objetos muy viejos

86 Harlow Shapley ( ) Encontró una nueva manera de tomarle medidas a la Vía Láctea Usando estrellas variables midió la distancia a 69 cúmulos globulares Los cúmulos más cercanos estaban a 30,000 años luz (más allá del límite de Kapteyn). Los cúmulos estaban distribuidos en un elipsoide cuyo plano central coincidía con la Vía Láctea. Se veían más cúmulos en una dirección que en la otra. La asimetría se debe a que el Sol no está en el centro sino en uno de los bordes Nuestro sistema estelar mide más de 300,000 años luz de diámetro

87 Cúmulos globulares sol 300,000 años luz Vía Láctea

88 REVISIÓN DE TODAS LAS MEDIDAS DE DISTANCIA
El hecho de que el sistema solar no fuera el centro del Universo no resultó difícil de aceptar para los astrónomos Lo difícil de aceptar fue la escala de Shapley Alrededor de se demostró que hay polvo en el plano de la Vía Láctea y que el polvo oscurece la luz de las estrellas, por lo que las que estan cerca del plano se ven menos luminosas de lo que son REVISIÓN DE TODAS LAS MEDIDAS DE DISTANCIA DIAMETRO DEL DISCO DE LA VIA LACTEA: ~3 veces mayor que el predicho por Kapteyn, ~3 veces menor que el predicho por Shapley

89 La respuesta a la pregunta sobre la naturaleza de las ¨nebulosas espirales¨ también se resolvió al principio de los años 30

90 Evidencia de la distinción entre la Vía Láctea y el resto del Universo
Edwin P. Hubble ( ) 1923: determinación de la distancia a Andrómeda usando una cefeida ¡1 millón de años luz! universo isla Observaciones de otras galaxias: distancias semejantes tamaños de varias decenas o centenas de años luz Evidencia de la distinción entre la Vía Láctea y el resto del Universo Más observaciones: -distribución de galaxias extendida por millones de años luz -agrupación en Cúmulos de Galaxias -número aparentemente ilimitado de galaxias

91 La Vía Láctea

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93 El espectro

94 El espectro

95 El espectro

96 Efecto Doppler Longitud de onda grande Baja frecuencia Longitud de onda chica Alta frecuencia El desplazamiento en frecuencia es proporcional a la velocidad de la fuente Se acerca, corrimiento al azul En reposo Se aleja, corrimiento al rojo

97 EL UNIVERSO ESTÁ EN EXPANSIÓN
Hubble II 1930 :Comparación entre la distancia de las galaxias y su velocidad V=HD TODAS LAS GALAXIAS SE ALEJAN DE LA VÍA LÁCTEA, Y CONFORME MÁS LEJOS ESTÁN MÁS RÁPIDO SE ALEJAN EL UNIVERSO ESTÁ EN EXPANSIÓN

98 HACE 15,OOO MILLONES DE AÑOS
Expansión del Universo Todos los puntos se alejan unos de otros ningún punto es privilegiado Alguna vez, en el remoto pasado, toda la materia debió estar infinitamente comprimida HACE 15,OOO MILLONES DE AÑOS

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109 A principios del siglo XX muchos fenómenos no podían ya ser explicados en términos de la física newtoniana y algunas de las teorías eran incompatibles con ella REVOLUCIÓN DE LA FÍSICA Además la mecánica de Newton deja de ser aplicable cuando se consideran velocidades muy grandes (cercanas a la velocidad de la luz) RELATIVIDAD

110 1905: Teoría de la Relatividad especial
Albert Einstein ( ) 1905: Teoría de la Relatividad especial El espacio y el tiempo no son independientes El mundo es un espacio de 4 dimensiones El tiempo no es absoluto: depende del movimiento de quien lo mide La velocidad de la luz es la misma para cualquier observador, no depende de la velocidad del observador c=299,792 km/s Equivalencia entre masa y energía En condiciones apropiadas una puede transformarse en la otra según: E=mc2

111 VELOCIDAD DE LA LUZ CONSTANTE
VELOCIDAD DE LA LUZ EMITIDA POR UNA FUENTE MÁS LEJANA TARDARÁ MÁS TIEMPO EN LLEGAR CONFORME MÁS LEJOS VEMOS ESTAMOS VIENDO LUZ ´´MAS VIEJA´´ UN AÑO LUZ ES LA DISTANCIA QUE VIAJA LA LUZ EN UN AÑO : 9.46X1012 Km

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113 1915: Teoría General de la Relatividad
Relatividad especial + Gravedad

114 Entre mayor es la masa , mayor es la curvatura
EL ESPACIO EN EL QUE VIVIMOS ES CURVO Y LA GRAVEDAD ES LA MANIFESTACION DE ESA CURVATURA M1< M2 M1 M2 Entre mayor es la masa , mayor es la curvatura La masa indica al espacio cómo ha de curvarse y la curvatura del espacio le indica a la masa cómo moverse

115 La luz se propaga recorriendo la mínima distancia entre dos puntos
en un espacio curvo la trayectoria de la luz es distinta La luz de una estrella situada tras un objeto masivo será vista como si viniera de otro punto

116 Robert Eddington 1922: Probó la predicción de la teoría de la relatividad general durante un eclipse total de sol

117 Lentes gravitacionales

118 1917: Modelo del Universo basado en la
Teoría de la Relatividad General Suposición: El Universo es homogéneo e isotrópico a gran escala Propuesta: Universo estático y finito pero sin fronteras

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120 RELATIVIDAD GENERAL ¡¡La gravedad produciría un colapso del Universo!!
Constante que permite cierta libertad: L L >0 : actúa como ~ ´´anti-gravedad´´, las galaxias se repelen con una fuerza que aumenta con la distancia Su efecto sobre distancias pequeñas es muy chico e indetectable L<0 : actúa como una fuerza de atracción Si L tiene el valor apropiado se puede tener un universo cerrado y estático como el propuesto por Einstein

121 Alexander Friedmann 1922: Estudió varios modelos de Universo basados en las ecuaciones originales de la Relatividad General Encontró que el Universo no podía ser inmóvil, sino que tenía que encontrarse en proceso de expansión. Dependiendo de la densidad de materia, este puede seguir expandiéndose infinitamente o detener su expansión e iniciar un proceso de contracción La geometría depende de la densidad de materia La densidad crítica es ~ 1 átomo de H por cm3

122 Universo Abierto Universo Cerrado No contiene suficiente masa como para que la gravedad pueda detener la expansión

123 Universo cerrado Espacialmente finito Con curvatura positiva Universo abierto Espacialmente infinito Con curvatura negativa Universo plano Espacialmente infinito Sin curvatura

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125 1927: Georges Lemaitre publica otro artículo con soluciones homogéneas e isotrópicas pero dinámicas. También demostró que la solución de Einstein era inestable Formuló la hipótesis de que originalmente el universo se encontraba en un estado de compresión tal que la materia formaba un solo núcleo atómico. Dicho núcleo debe haber sido inestable, por lo que en algún momento el Universo comenzó a expandirse y el átomo primigenio se rompió en todos los átomos que forman hoy el Universo Durante muchos años l0s trabajos de Friedmann y Lemaitre fueron sólo una curiosidad abstracta. Fueron tomados en cuenta y aceptados como modelos del Universo, cuando Hubble descubrió la expansión cósmica

126 El resto de los elementos químicos se producen en las estrellas
George Gamow 1946: Propuso que inicialmente el Universo tenía, además de altísimas densidades, altísimas temperaturas. Propuso que en sus etapas tempranas el universo era una mezcla homogénea de todo tipo de partículas elementales A medida que el Universo se fue expandiendo también se fue enfriando, hasta que llegó a temperaturas propicias para que se formaran los elementos químicos. Reprodujo correctamente las abundancias de hidrógeno (~75%) y helio (~24%) No pudo reproducir la abundancia de los otros elementos. solución El resto de los elementos químicos se producen en las estrellas

127 Fred Hoyle 1946: Probó que los otros elementos se pueden crear dentro de las estrellas a través de la fusión nuclear Propuso la ´´Teoría del Estado Estacionario´´ para explicar el Universo Aunque el Universo se esté expandiendo, si se está creando materia continuamente, entonces su densidad no varía y su aspecto ha sido siempre el mismo No sólo ningún lugar del Universo es privilegiado, sino que tampoco ningún tiempo lo es

128 Ventajas de la teoría del estado estacionario
Al no cambiar la densidad, siempre se satisfacen las mismas leyes físicas En 1948 , la tasa de expansión del Universo era demasiado alta, e implicaba una edad para el Universo demasiado corta (menor que la del sistema solar)

129 Big-Bang Estado Estacionario

130 Luego de 500 millones de años Distribución suave
Entre 500 y 1,000 millones de años Se forman grumos mas grandes de la fusión de los anteriores Entre 1,000 y 2,000 millones de años Los grumos crecen a tamaños de fracciones de la Vía Láctea Entre 4 y 13,000 millones de años Se forman las galaxias actuales Entre 2,000 y 4,000 millones de años Se forman mayores objetos irregulares

131 1965 : El fin de la controversia
Arno Penzias y Robert Wilson 1965 : El fin de la controversia 1948: Predicción de la teoría del Big-Bang, sobre la presencia una radiación muy fría remanente permeando todo el espacio (Alpher y Herman) 1963: Penzias y Wilson detectaron accidentalmente una radiación a ~3K (microondas) que parecía igual en todas direcciones. 1965: Robert Dicke interpreto la radiación como fósil del Big-Bang.

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133 La teoría del Big-Bang no explica la formación de estructura

134 El Problema del Horizonte
El número y el tamaño de las fluctuaciones en direcciones opuestas es la misma Pero estas fluctuaciones están separadas por distancias mayores a la que ha podido recorrer la luz en toda la historia del Universo No deben tener conocimiento de la otra ¿Cómo obtuvieron información esas regiones ?

135 El Universo Inflacionario
s después del Big-Bang el Universo tuvo un periodo de rápida expansión Eso se puede explicar como consecuencia de la separación de las fuerzas Con eso también se solucionan el problema del horizonte y el de la estructura. Predice un Universo plano

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137 El problema de la masa faltante
Para explicar la manera en la que rota la Vía Láctea se requiere más masa que la que se observa en forma de estrellas, gas y polvo. Lo mismo sucede para muchas otras galaxias

138 En los cúmulos de galaxias la mayoría de sus miembros se mueven debido a la atracción gravitacional
En muchos cúmulos se observan velocidades mayores a las que se deducen al tomar en cuenta su masa visible Una posible solución es que haya materia que no podamos ver pero que si interactúe gravitacionalmente con la materia que conocemos

139 ¡Los datos más recientes indican que no conocemos de qué está compuesto el 95% del Universo!

140 Midiendo las fluctuaciones de temperatura de la radiación de fondo se puede estudiar la geometría del Universo y la cantidad de materia oscura

141 BOOMERANG Balloon Observations of Millimetric Extragalactic Radiation and Geophysics Medicion de las anisotropías en la temperatura del la Radiación de Fondo BOOMERANG viajò por 10 días alrededor del continente Antártico. Para poder obtener el BOOMERANG es elevado por encima del 99% de la atmósfera hasta una altura de 35 km. La luz continua del sol y las corrientes de aire estables sobre la Antártica, posibilitan los vuelos estratosféricos largos de globo con una duración de 10 a 20 días.

142 Las imágenes del BOOMERANG cubren aproximadamente el 3 % del firmamento.
El análisis del tamaño de las estructuras en la radiación cósmica de fondo de microondas, han producido indican fuertemente que la geometría del Universo es plana, no es curva. Este resultado concuerda con la predicción fundamental de la teoría “inflacionaria” del universo.

143 WMAP

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146 Cosmología Aristotélica
Tierra esférica e inmóvil en el centro del Universo El cielo, con todos sus astros gira alrededor de ella Diferencia entre composición de los cuerpos terrestres y de los cuerpos celestes La esfera de estrellas, en la que estas se encontraban fijas era la frontera del Universo

147 Ptolomeo ~ d.c. Explicación del movimiento aparente de los planetas en términos de órbitas circulares (centradas en diferentes partes ) y ¨epiciclos¨. El modelo de Ptolomeo ajustaba tanto las posiciones de su época como las registradas por Hiparco 300 años antes.

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149 Nicolás Copérnico (1473-1543) -Defensa del sistema heliocéntrico
-Movimientos circulares con epiciclos -Motivado por la búsqueda de armonía y por facilitar los cálculos de calendario Implicaciones: -La Tierra es un planeta más -Abre la posibilidad de un Universo sin límites -Borra la división entre propiedades celestes y propiedades celestiales. Las implicaciones revolucionarias del modelo no fueron reconocidas, ni cuestionadas inmediatamente…

150 Thomas Digges ( ): versión del sistema copernicano sistema solar rodeado de una distribución infinita de estrellas la bóveda celeste es la morada de Dios y los ángeles aunque sitúa al Sol en el centro del Universo, propone que las estrellas son mayores.

151 Giordano Bruno ( ) Afirmaba que el movimiento aparente de la esfera celeste era una ilusión debida a la rotación de la Tierra. Propuso que el Sol estuviera en el centro del sistema solar Propuso un Universo infinito y sin gerarquias Propuso un Universo más mundano en el que existe un número innumerable de soles y un número infinito de planetas que giran a su alrededor Propuso que el Universo es homogéneo y que esta todo hecho de los 4 elementos, sin distinción entre material celeste y material terrestre

152 Tycho Brahe (1546-1601) Observaciones importantes:
Estimación de la distancia a las estrellas ¨fijas¨ ~12 la distancia Tierra-Sol aceptada (enorme pero incompatible con el modelo de Copérnico) Estimación de la distancia a un cometa más allá de la órbita de la Luna Medición precisa de las órbitas de los planetas Modelo geocéntrico El Sol gira alrededor de la Tierra pero el resto de los planetas giran alrededor del Sol rompe las esferas celestes

153 Johannes Kepler ( ) Fundador de la Astrofísica: busca leyes matemáticas para describir el movimiento de los planetas Astrólogo (pensaba que las almas interactuaban con los planetas) Obsesionado con el significado de la existencia de 6 planetas - relación con los ¨sólidos platónicos¨ - movimiento en esferas inscritas y circunscritas a dichos sólidos la falta de acuerdo con las observaciones lo llevó a descartar el modelo

154 Kepler II Constatación: el modelo heliocéntrico de epiciclos aplicado a Marte implicaba un pequeño error (8´) revolución de la astronomía 1609: Publicación de Astronomía Nova Leyes 1ra y 2da 1619: Publicación de Armonice Mundi 3ra ley 1621: Publicación de Epitome of Copernican Astronomy generalización de las leyes a todos los planetas primer libro de texto de astronomía copernicana Contra la idea de un Universo Infinito: argumento: el sol es diferente de las estrellas, pues si estas estuvieran tan lejos como decía Copérnico, considerando su diámetro angular tendrían que tener tamaños mucho mayores que el Sol

155 Primera ley Kepler III Segunda ley Tercera ley

156 - Fin del dogma del movimiento circular
Kepler IV Implicaciones: - Fin del dogma del movimiento circular - Fin de los epiciclos - Primeras leyes naturales verificables y precisas - Fin definitivo de las diferencias entre la naturaleza de los movimientos terrestres y los celestes … pero Kepler seguía sin entender las razones del movimiento