Nuestro lugar en el Universo

Presentación del tema: "Nuestro lugar en el Universo"— Transcripción de la presentación:

1 Nuestro lugar en el Universo

2 En el lugar del Universo …
A lo largo de la historia del pensamiento han resultado dominantes las ideas que situaban a la especie humana en el centro del universo: para ella habría sido creada la Tierra y todo lo que la rodea. Es lo que se conoce como perspectiva antropocéntrica. Así la para el mundo clásico, la Tierra era el centro del universo y en torno a ella giraría el Sol, la luna y las estrellas. Es lo que se conoce como sistema geocéntrico, del que Ptolomeo fue su principal exponente. Los antiguos griegos observaron que las estrellas giraban y lo hacían en el mismo sentido, manteniendo constantes las distancias entre ellas. Esto les hizo pensar que se encontraban fijas a una lejana esfera, la bóveda celeste.

3 La revolución copernicana
El modelo geocéntrico permitía explicar la alternancia de días y noches, así como los principales movimientos de las estrellas. Pero se iba complicando demasiado el modelo para explicar los nuevas observaciones. Nicolás Copérnico ( ) fue quien dijo que la Tierra no ocupaba el centro del universo, ese lugar correspondía al Sol. Nacía así el sistema heliocéntrico.

4 Evidencia a favor del abandono de la perspectiva antropocéntrica:
La inmensidad del universo. La estructura del universo ha resultado ser mucho más compleja. El Sol tampoco ocupa el centro del universo, es una más entre los millones de estrellas de nuestra galaxia, la Vía Lactea. El descubrimiento del mundo profundo. Hasta hace poco se creía que la Tierra tenía unos 6000 años, en realidad la edad de la Tierra son unos 4600 millones de años. La evolución biológica. Hasta mediados del siglo XIX, se consideraba que cada especie biológica había sido creada tal y como la conocemos en la actualidad. Charles Darwin en su obra El origen de las especies, mostró que las especies cambian a lo largo del tiempo, que están emparentadas unas con otras y que todas ellas, incluida la nuestra, tienen un origen común.

5 Una nueva estructura para el sistema solar
En agosto de 2006, la Unión Astronómica Internacional (UAI) aprobó una nueva definición de planeta. Planeta: cuerpo que orbita en torno a una estrella cuya masa es lo suficientemente grande como para tener forma esférica y haber despejado los alrededores de su órbita. Su masa debe ser suficiente para que su forma sea casi esférica. Los asteroides que son de menos tamaño tienen formas irregulares. Debe haber despejado su órbita. Este criterio incorpora los conocimientos actuales que se tienen sobre la formación de los planetas. Los cuerpos celestes que como Plutón, cumplen la primera pero no la segunda condición, se llaman planetas enanos.

6 Composición del sistema solar
El sistema solar está compuesto de: El Sol. Planetas. Planetas enanos. Satélites. Cuerpos menores del Sistema Solar.

7 SOL Es la estrella de nuestro sistema solar.
Debe su energía a las reacciones termonucleares que se producen en su núcleo, en donde se alcanza una Tª de 15 millones de grados y en su superficie de 6000 ºC. El Sol gira en torno a su eje.

8 PLANETAS Son cuerpos celestes que orbitan alrededor del Sol, cuyas masas son lo suficientemente grandes para tener forma casi esférica y han despejado su órbita. Tenemos: Planetas interiores o terrestres. Planetas exteriores o gigantes.

9 Planetas interiores o terrestres
Planetas interiores o terrestres. Incluyen Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Son los planteas que se encuentran más cerca al Sol, tienen un tamaño pequeño, su superficie es rocosa y tienen una atmósfera gaseosa poco extensa o inexistente. Planetas exteriores o gigantes. Aquí se incluyen Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Son los planetas que se encuentran más alejados del Sol, tienen un tamaño grande, sus superficies no son rocosas, y se encuentran en estado gaseoso o líquido.

10 Planetas enanos Son cuerpos celestes que oribitan alrededor del Sol y tienen una masa lo suficientemente grande para adoptar una forma casi esférica, pero no para haber barrido su órbita. Ceres, Plutón y Eris

11 Satélites Son cuerpos celestes que giran alrededor de los planetas.
La Luna es el satélite de la Tierra. Exceptuando Mercurio y Venus, todos los planetas tienen satélites.

12 Cuerpos menores del sistema solar
Según la UAI son todos los cuerpos celestes que orbitan en torno al Sol y que no son planetas. Asteroides. Son cuerpos rocosos menores, generalmente con forma irregular. La mayoría se encuentran en el cinturón de asteroides, entre Marte y Júpiter. Otro grupo importante son los troyanos. Cometas. Son pequeños cuerpos celestes, orbitan más allá de Neptuno, en el cinturon de Kuiper. Están constituidos de hielo y partículas de polvo.

13 La formación del sistema solar
No resulta nada fácil saber qué ocurrió hace miles de millones de años para que se originase el sistema solar. Para explicar los fenómenos que sucedieron en el pasado, los científicos elaboran teoría. Para que una teoría pueda considerarse científica tiene que cumplir tres condiciones: Debe basarse en hechos, es decir, tiene que estar fundada. Debe explicar esos hechos y observaciones. Toda teoría tiene como objetivo interpretar los fenómenos que ocurren, ayudar a entenderlos. Deber ser refutable. Tiene que se posible comprobar si no es correcta, bien realizando experiencias de laboratorio o bien mediante la recogida de datos y observaciones que puedan apoyar o no la teoría.

14 Qué debe explicar una teoría sobre el origen del sistema solar:
El Sol y todos los planetas giran en el mismo sentido. Cuando se dan regularidades, cuando un hecho se repite, se tiene que pensar que no es ocurre por casualidad sino que existe causalidad, es decir, que hay alguna razón para ello. Las órbitas de todos los planetas son elipses de muy poca excentricidad, es decir, su forma se aproxima a la de la circunferencia.

15 Las órbitas de todos los planetas se sitúan aproximadamente en el mismo plano, denominado eclíptica, que coincide con el plano ecuatorial del Sol. Los planetas interiores son pequeños y densos, mientras que los exteriores son grandes y ligeros. Todos los cuerpos celestes que son rocosos (planetas interiores, asteroides y satélites) tienen numerosos cráteres de impacto.

16 Teoría planetesimal Se han formulado diversas teorías sobre el origen del sistema solar, la más aceptada actualmente es la teoría planetesimal. ¿Cómo pueden los científicos elaborar una teoría de algo que sucedió hace 4600 millones de años? Los astrónomos estudian lugares de nuestra galaxia que se hallan en diversos momentos de evolución y, con estos datos, componen la secuencia completa. Se cuentan con unos “testigos” de las fases iniciales de la formación del sistema solar: los asteroides y los cometas. Representan la materia que no se concentró en el Sol ni en los planetas y satélites, y tienen, por tanto, gran interés científico. La teoría planetesimal propone un origen común para todo el sistema solar.

17 Formación del sistema solar
Nebulosa inicial. Hace unos 4600 millones de años una nebulosa giratoria de polvo y gas, cuyas dimensiones eran superiores al sistema solar comenzó a contraerse. Colapso gravitacional. La contracción o colapso formó una gran masa central y un disco giratorio en torno a ella. Formación del protosol. La colisión de las partículas en la masa central liberó gran cantidad de calor. Comenzó la fusión nuclear del hidrógeno, lo que marcará el nacimiento de una estrella, protosol, en el interior de la nebulosa.

18 Formación de planetesimales
Formación de planetesimales. Las partículas de polvo y gas que formaban el disco giratorio en torno al protosol siguieron, paralelamente un proceso de agrupación. Así, inicialmente, se formaron gránulos de algunos milímetros de cuyas colisiones y fusiones se originaron cuerpos mayores, los planetesimales, con tamaños entre algunos centenares de metros y kilómetros. Formación de protoplanetas. Las colisiones de los planetesimales y su unión, acreción, originaría los planetas primitivos o protoplanetas. Barrido de la órbita. En virtud de ese proceso de acreción cada protoplaneta fue despejando su zona orbital de planetesimales.

19 El nacimiento de la Tierra y la Luna
La teoría planetesimal describe el escenario general en el que debieron formarse los planetas del sistema solar. Hay, no obstante, algunos datos más sobre la estructura y composición de nuestro planeta que deben tenerse en cuenta. Así, desde la atmósfera hasta su núcleo, la Tierra tiene ordenados los materiales siguiendo una densidad creciente; arriba los más volátiles, abajo, los más densos. ¿Por qué es así?

20 La formación de la Tierra podría haberse producido de la siguiente manera:
Formación de protoplaneta terrestre. La unión o acreción de planetesimales en el interior del disco nebular que rodeaba al protosol, habría originado el protoplaneta terrestre. El aumento de su campo gravitatorio, a medida que incrementaba su tamaño, debió favorecer la acreción de nuevos planetesimales. En la zona interna del disco nebular los planetesimales más abundantes estarían constituidos por hierro y silicatos; sin embargo también habría otros con mayoría de elementos volátiles en su composición. La consecuencia de los impactos de planetesimales sería un aumento de la temperatura.

21 Diferenciación por densidades
Diferenciación por densidades. La Tierra primitiva debió estar parcialmente fundida, lo que favoreció que sus componentes mayoritarios se distribuyeran de acuerdo con su densidad. El hierro se desplazó a las zonas más profundas en un proceso denominado catástrofe del hierro, el cual propició la formación del núcleo terrestre. Simultáneamente, los gases de su interior escaparon dando lugar a la atmósfera en un proceso denominado desgasificación del planeta. Esta diferenciación por densidades marcó la evolución de la Tierra.

22 Enfriamiento de la superficie y formación de los oceános
Enfriamiento de la superficie y formación de los oceános. El bombardeo de los planetesimales se redujo a medida que la Tierra fue despejando su órbita, y comenzó a enfriarse. Al descender la Tª de las rocas de la superficie se favoreció la condensación del vapor de agua, permitiendo que las aguas ocuparan los relieves más bajos y se formaron los océanos. En esta Tierra de 4200 millones de años, ya había océanos y se daban ya las condiciones para empezar la vida.

23 El origen de la Luna Las investigaciones sobre el origen de la Luna pretenden discernir si la Luna es hermana o hija de la Tierra, o si ha sido adoptada por ella. Hermana. La Luna se habría formado al mismo tiempo que la Tierra, en su zona orbital y siguiendo un proceso paralelo al de nuestro planeta. Problemas de esta hipótesis: La Luna tiene 100 millones de años menos que la Tierra. Deberían tener las mismas densidades al formarse a partir de los mismos planetesimales y ambas presentas densidades distintas, la Tierra de 5,5 g/cm3 y la Luna de 3,3 g/cm3.

24 Problema de esta teoría:
Adoptada. La Luna y la Tierra se habrían formado simultáneamente, pero la Luna lo habría hecho en una zona más alejada del Sol (lo que justificaría su menor densidad) y posteriormente habría sido capturada por el campo gravitatorio terrestre, transformándose en nuestro satélite. Problema de esta teoría: Explica la diferente densidad de los dos cuerpos. No explica la diferencia de edad entre la Tierra y la Luna.

25 Hija. La hipótesis más aceptada hoy sostiene que en los primeros momentos de la existencia de la Tierra un planeta de tipo terrestre colisiono con la Tierra. Parte del astro que impactó junto con los materiales de la zona impactada, construyó una nube de residuos que quedó orbitando en torno a la Tierra. La acreción de estos materiales originaría la Luna. La diferencia de densidad entre ambas se explica aceptando que la Luna se originó a partir de los materiales de la corteza y del manto, pero no los del núcleo.

26 Más allá del sistema solar
El Sol es una de los más de millones de estrellas que hay en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Existen unos millones de galaxias, generalmente agrupadas en cúmulos de galaxias. La Vía Láctea forma parte del cúmulo de Virgo. Atendiendo a su forma las galaxias se clasifican en: espirales, elípticas o irregulares. La Vía Láctea es una galaxia espiral.

27 ¿Qué hay en las galaxias?
Estrellas, acompañadas o no de planetas, satélites y asteroides. El Sol es una estrella mediana. La energía generada en una estrella resulta de las reacciones termonucleares que transforman hidrógeno en helio. Cuando ha agotado su hidrógeno comienza a consumir helio, la estrella incrementa su tamaño y se convierte en una gigante roja. Una vez agotado el helio, se encoge y se transforma en una enana blanca. Si la estrella es más grande que el Sol consumirá su hidrógeno con mayor rapidez y con mayor luminosidad que el Sol. Tras la fase de gigante roja, concluye su vida con una gran explosión, es lo que se denomina supernova, que emite enormes cantidades de luz y otras radiaciones, tras lo cual se apaga definitivamente.

28 Nebulosas. Son masas de polvo y gas interestelar
Nebulosas. Son masas de polvo y gas interestelar. Se les consideran cunas de estrellas. Materia oscura. Se conocen por sus efectos gravitatorios sobre otros cercanos. La materia visible, la que compone las estrellas, nebulosas y el polvo interestelar, constituye menos del 10% de la masa total de la galaxia. El resto se ha denominado materia oscura y energía oscura y su naturaleza constituye uno de los grandes misterios que la ciencia intenta descifrar.

29 Como empezó todo: El origen del universo
En 1912, el astrónomo Edwin Hubble observó que las galaxias se están alejando unas de otras. De ahí dedujo que el universo se encuentra en expansión. En consecuencia, si retrocediéramos en el tiempo, las galaxias se irían aproximando unas a otras. La teoría más aceptada sobre el origen del universo es la del Big Bang o gran explosión. Las ideas básicas son:

30 Tiempo cero. Hubo un momento inicial denominado tiempo cero, en el que toda la materia y la energía estaría concentrada en un punto de densidad infinita llamado superátomo o átomo primigenio. Inflación. Al producirse la gran explosión el universo multiplicó extraordinariamente su tamaño. En los instantes iniciales de esta inflación, no existía la materia como la conocemos, tan solo partículas subatómicas libres (protones, neutrones y electrones) y radiación, conocida como radiación primordial.

31 Síntesis primordial de hidrógeno y helio
Síntesis primordial de hidrógeno y helio. A medida que el universo se expandía se formaron los primeros átomos de hidrógeno y helio. La radiación primordial continuó su camino, y aún hoy impregna todo el universo; es la denominada radiación cósmica. Formación de galaxias. 200 millones de años después se habían formado las primeras galaxias, con sus nebulosas y estrellas. En ellas solo había H y He, pero en los núcleos de aquellas estrellas empezaron a formarse otros elementos más pesados, ejemplo: carbono.

32 Formación de elementos pesados
Formación de elementos pesados. Algunos de estos elementos más pesados como el Ca o el Fe, requerirían las condiciones que desencadenarían las supernovas, cuyas explosiones los esparcirían por el universo. Los elementos que componen nuestro cuerpo, como el C, O, N, Ca, Fe, etc, se formaron así. Por eso suele decirse que “somos polvo de estrellas”

33 El origen de la vida Los fósiles más antiguos que se han hallado tienen una edad cercana a los 3600 m.a.; puede sin embargo, que ya existiera la vida con antelación. Así, se han encontrado indicios de actividad biológica en rocas de hace 3800 m.a. Si se confirmasen estos indicios significaría que la vida en la Tierra se habría originado en algún momento comprendido entre la formación de los océanos (quizás hace 4200 m.a.) y hace 3800 m.a.

34 Aquella Tierra primitiva era diferente a la actual.
Su atmósfera, protoatmósfera, era muy diferente de la actual. Tendría gran cantidad de dióxido de carbono, metano, vapor de agua; no tendría oxígeno. Las radiaciones ultravioletas llegaban hasta la superficie terrestre. No disponía de la capa protectora de ozono. Se encontraba sometida al bombardeo de asteroides.

35 La síntesis prebiótica
El ruso Oparin y el británico Haldane propusieron independientemente una hipótesis del origen de la vida en la Tierra: Formación de moléculas orgánicas sencillas. Los componentes de la atmósfera primitiva, expuestos a fuertes radiaciones solares y a las descargas eléctricas de las tormentas, reaccionarían para originar moléculas orgánicas como los aminoácidos.

36 Formación de moléculas orgánicas complejas
Formación de moléculas orgánicas complejas. Las moléculas orgánicas sencillas se combinarían para formar otras moléculas más complejas, que se irían acumulando en los océanos primitivos dando lugar a la “sopa primordial”. Formación de coacervados. Algunos de los compuestos de esta sopa primordial se unirían, originando esferas huecas o coacervados. En el interior de estos coacervados quedarían encerradas moléculas, como los ácidos nucleicos, que podían hacer copias de sí mismas. Serían los precursores de los primeros organismos.

37 En 1953, Stanley Miller reprodujo en el laboratorio las condiciones que supuestamente se darían en la Tierra primitiva y consiguió que se formasen compuestos orgánicos sencillos.

38 Chimeneas hidrotermales submarinas
Existen varias objeciones a la hipótesis de Oparin y Haldane: La atmósfera primitiva sería menos reductora de lo que supuso Miller, y en estas condiciones resulta más difícil la formación de compuestos orgánicos. La sopa primordial en el océano primitivo sería más diluida de lo que se necesita para la formación de las moléculas orgánicas complejas.

39 Para superar estas objeciones se han propuesto diversas alternativas, la más aceptada es la que dice que: Los ambientes más propicios para que se originase la vida son las chimeneas hidrotermales o humeros negros. Son lugares por los que emanan gases volcánicos a 300 ºC, y pueden encontrarse hoy en los fondos oceánicos. En ellos proliferan los organismos más primitivos que se conocen, unas bacterias capaces de soportar altas temperaturas (bacterias termófilas)

40 Panspermia. La hipótesis de la panspermia (semilla universal) sostiene que los primeros organismos, o los compuestos precursores, se habrían originado fuera de la Tierra y viajarían hasta aquí en un asteroide o cometa. Fue sugerida hace 2500 años por el filósofo Anaxágoras, pero se consideraba pura fantasía. La panspermia se considera hoy una alternativa posible debido a dos descubrimientos: Un meteorito que cayo y contenía numerosos compuestos químicos. Se han encontrado trazas de microorganismos fósiles en un meteorito de origen marciano. Aunque explique como empezó la vida en la Tierra, no explica el origen de la vida.