El origen del Universo Los avances científicos y tecnológicos

Presentación del tema: "El origen del Universo Los avances científicos y tecnológicos"— Transcripción de la presentación:

1 El origen del Universo Los avances científicos y tecnológicos
Teoría del Big Bang Teoría inflacionaria Génesis de los elementos Formación del sistema solar Exploración del sistema solar Formación de la Tierra Teoría Tectónica global Teoría pulsante La Astronomía Teoría estacionaria Conocemos más

2 UNIDAD 2: EL ORIGEN DEL UNIVERSO
Actualmente el Universo evoluciona expandiéndose. LA TEORÍA DEL BIG BANG (Teoría de la Gran Explosión) Esta teoría es la más aceptada. Hace unos millones de años, toda la materia y la energía se concentraban en un volumen pequeñísimo de enorme densidad, el llamado “huevo cósmico”. Huevo cósmico: Concentración en un punto de la materia, la energía, el espacio y el tiempo.. El desorden de la materia y los incesantes choques formaron agrupaciones de masas. Las masas se concentraron en distintos lugares del espacio; 1ªs estrellas y 1ªs galaxias. Desde el Big Bang hasta el final del Sistema Solar Instante  Situación  Big Bang  Punto con densidad infinita y volumen cero.  s.  Fuerzas no diferenciadas  s.  Sopa de partículas elementales  s.  Se forman protones y neutrones  1 s.  Universo tamaño Sol  3 min  Núcleos de átomos  30 min  Plasma  años  Átomos. Universo transparente  años  Gérmenes de galaxias  100 ·106 años  Primeras galaxias  1.000 ·106 años  Estrellas. El resto, se enfría  5.000· años  Formación de   ·106 años  Sistema Solar y Tierra 

3 Teorías iniciales en las que se basa la teoría del Big Bang
Chistian Doppler (s. XIX) 1842 Vesto Slipher (s. XX) Albert Einstein (1915)Teoría relatividad Fenómeno ondulatorio. Ej.: Un sonido emitido por un foco (por Ej.: la bocina de un coche) Sonido agudo si se acerca al observador (frecuencia mayor). Sonido grave si se aleja del observador (frecuencia menor) CONCLUSIÓN: La frecuencia de una onda puede variar si se mueve el foco emisor respecto al observador que la percibe Observador Foco Analizó el espectro luminoso de estrellas y galaxias lejanas. las ondas más largas son de luz roja. las ondas cortas son de luz violeta. La luz de las galaxias van hacia el rojo; es decir: Las galaxias se alejan unas de otras. Espectro: descomposición de la luz en sus componentes. Enunció la teoría de la relatividad y las ecc. matemáticas que afirmaban el equilibrio del universo. Willem De Sitter: Planteó el primer modelo del universo en expansión. Alexander Friedmann y George Henri Lemaître, afirmaron que el universo está en expansión. El modelo de Lemaître postulaba la expansión del universo debido a un fenómeno físico: la gran explosión. George Gamow en 1948, llamó al modelo de Lemaître "teoría del Big Bang“. agudo grave

4 Otras teorías: LA TEORÍA INFLACIONARIA Allan H. Guth (1980)
Esta teoría se basa en los fuertes campos gravitatorios como los que hay en los agujeros negros. Supone la existencia de una fuerza única inicial que se divide en las cuatro fuerzas de la Naturaleza: LA TEORÍA PULSANTE (Big Crunch) Alexander Friedmann (1922) Defiende que el Universo no tuvo un solo origen. Afirma que se crea y se destruye continuamente; es decir, que se expande y se contrae repetidamente. Este modelo cosmológico contradice la segunda ley de la Termodinámica SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA: Cualquier sistema aislado siempre tiende al máximo desorden y adquiere una desorganización muy grande. TEORÍA DEL ESTADO ESTACIONARIO Hermann Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle (1949) La teoría del estado estacionario afirma que el Universo no tiene principio ni fin. Niega la explosión inicial, porque no se expande ni se contrae. Las observaciones astronómicas han demostrado que el Universo cambia; por ello, esta teoría no es aceptable. Fuerza gravitatoria Fuerza electromagnética Fuerza nuclear fuerte Fuerza nuclear débil

5 LA GÉNESIS DE LOS ELEMENTOS
Con el Big Bang, la energía se transformaba en materia y se expandía en todas las direcciones. A la vez aparecían el espacio y el tiempo. Transcurridos los 3 primeros minutos, aparecieron los núcleos de los átomos más simples: H 75% y He 25% Los fragmentos del huevo cósmico inicial se fueron agrupando formando las galaxias, las estrellas, los planetas y el resto de los astros celestes. Dentro de una estrella, la gravedad provoca su colapso y la presión su expansión. Estos dos factores son los responsables de la formación de los elementos pesados.

6 Formación de Helio El H y de He se atraían unos a otros y aumentaban
su velocidad y su temperatura. El calentamiento hizo que la materia brillara. La densidad se incrementa Se producen más choques. Se forman las PROTOESTRELLAS. T1 T2 T2>T1 La densidad y la temperatura van aumentando hasta llegar al punto de ignición. En ese instante, las colisiones que se producen hacen que los núcleos se fusionen Cuando en el centro la temperatura se elevó suficientemente, se formó el estado de plasma. REACCIONES DE FUSIÓN + 2 e n + ENERGÍA Núcleo de He Positrones Neutrinos FUSIÓN Neutrón Protón Formación de Helio

7 ¿Cómo nacen los elementos pesados en el interior de las estrellas?
En el centro de la estrella se acumula He, los choques disminuyen y los procesos de fusión se reducen (“envenenamiento por helio”). La estrella se contrae. Por efecto de la gravedad, los núcleos de He van al centro de la estrella. La densidad y la temperatura aumentan en esa zona. H H→He He→C Helio Shell Gigante roja Estrella Si la estrella tuviese gran masa (mínimo 4 Soles), la temperatura fusionaría al carbono para formar neón y se irían obteniendo secuencialmente: neón, oxígeno, silicio, níquel, etc. C → O → Ne → Si → Ni → …………. A mayor masa estelar más nº de fusiones. Las estrellas grandes “supergigantes rojas” dan muchas fusiones. Transcurridos miles de años, el núcleo se enfría y se vuelve a contraer, la densidad se incrementa y la temperatura aumenta de nuevo, lo que permite que se produzca la fusión del neón. Reacciones de fusión del carbono 12C + 12C → 24Mg + γ 23Mg +1 n 23Na + 1H 20Ne + 4He 16O + 2 4He

8 EL SISTEMA SOLAR Hace millones de años se formó el Sistema Solar. Está constituido por una estrella de tamaño mediano, el Sol, y por 8 grandes planetas: Plutón (1930) es un “planeta enano” La Vía Láctea: es una galaxia formada por miles de millones de estrellas. Da un giro total cada 225 millones de años. El Sistema Solar está a años luz de su centro y gira con una v = km/h.

9 La Astronomía desde el siglo XV
Nicolás Copérnico ( ) Teoría heliocéntrica, según la cual la Tierra y los planetas giran alrededor del Sol, Libro: “De revolutionibus orbium coelestium” (Sobre las revoluciones del orbe celeste), libro prohibido por la Iglesia. El movimiento aparente del Sol se debe al movimiento real de la Tierra Los complejos movimientos de los planetas también son debidos al movimiento de la Tierra y al propio movimiento de cada uno de ellos. Todos giran en torno al Sol.

10 Sistema geocéntrico La Teoría geocéntrica,
Coloca la Tierra en el centro del Universo. Los astros y el Sol, giran alrededor de ella. Esta teoría fue defendida por Aristóteles y estuvo en vigor hasta el s. XV. Sistema de Tycho Brahe ( ) La Tierra se encuentra fija en el centro A su alrededor están la Luna, el Sol y las estrellas fijas. Los planetas giran en torno al Sol y éste con los planetas describen una órbita circular alrededor de a Tierra.

11 Johannes Kepler (1571-1630). Leyes de Kepler
1 ª.- Las órbitas de los planetas son elipses y el Sol se encuentra en uno de sus focos. 2ª.- El radio vector que une al Sol y al planeta, recorre áreas iguales en tiempos iguales. 3ª.- La relación de los períodos de los planetas al cuadrado y los radios de sus órbitas al cubo es una constante.

12 En el Hemisferio Norte en verano estamos en el punto de la órbita más alejado del Sol.
La inclinación del eje nos acerca al Sol.

13 Isaac Newton ( ) Su gran obra fue calcular las fuerzas de interacción de los cuerpos y demostrar que estas fuerzas estaban presentes en el Universo. Su trabajo científico: “Principios matemáticos de la filosofía natural”, recopila los hallazgos de Galileo en tres leyes del movimiento 1ª ley de la inercia 2ª ley fundamental de la dinámica 3ª ley de la acción y reacción De estas tres leyes, Newton dedujo la Ley de la Gravitación Universal. Explicaba los movimientos celestes Explicaba las leyes de Kepler Justificaba la precisión de los equinocios

14 ¿SABÍAS QUE… Los antiguos astrónomos divisaron pequeños puntos luminosos que se movían entre las estrellas. A estos objetos luminosos móviles se les denominó Planetas, que significa “errantes” (viajeros) y se les asignaron posteriormente nombres de los dioses romanos. Según la mitología grecorromana Mercurio: Mensajero de los dioses. Venus: Diosa de la belleza y del amor. Tierra: Sinónimo de arena. Tellus es tierra en latín, diosa romana referida a la Tierra. Marte:Dios de la guerra. Júpiter:Rey de todos los dioses. Saturno: Dios de la agricultura. Urano: Dios del cielo. Neptuno: Dios de todas las aguas y todos los mares. Plutón: Dios de los muertos

15 Exploración del sistema solar
Viajes espaciales 1957 – Sputnik: primer satélite artificial 1959 – Lunik III: fotografía de la cara oculta de la luna – Vostok I: primer vuelo espacial tripulado 1969 – Apolo XI: el primer hombre pisa la Luna 1976 – Viking I y II: las naves se posan en Marte1981 – Columbia: primera lanzadera espacial 1986 – Mir: primera estación porta aeronaves 1987 – Voyager: la nave evolución explora Urano 1988 – Mir: el astronauta Fobos Romanenko permanece 326 días en el espacio La astronáutica en la historia 1990 – Telescopio Hubble: se pone en órbita – La nave estadounidense Atlantis atraca en la estación orbital rusa Mir 1997 – Las misiones de evolución Mars Pathfinder y Mars Global Surveyor llegan a Marte. Lanzamiento de la sonda Huygens-Cassini hacia Saturno – La sonda lunar Prospector descubre agua en la superficie de la Luna

16 El hombre en la LUNA 21 de julio de 1969
N. Armstrong, E. Aldrin y M. Collins

17 ¿Qué es una nave espacial?
Es un vehículo diseñado para funcionar más allá de la superficie terrestre, en el espacio exterior. Las naves espaciales pueden ser robóticas o sondas no tripuladas. ¿Qué es un satélite? Un satélite es cualquier objeto que orbita alrededor de otro, que se denomina principal. Los satélites artificiales son naves espaciales fabricadas en la Tierra y enviadas en un vehículo de lanzamiento o cohete. Voyager II ¿Qué es una sonda interplanetaria? Una sonda espacial es un dispositivo que se envía al espacio con el fin de estudiar cuerpos de nuestro Sistema Solar como planetas, satélites, asteroides o cometas. Surveyor 7

18 ¿Qué es una estación espacial?
Es una estructura artificial diseñada para ser habitada en el espacio exterior, con muy diversos fines. Se distingue de otras nave espaciales porque no tiene propulsión. Estudian los efectos sobre el cuerpo humano del vuelo espacial Son plataformas para estudios científicos que sean útiles en otros vehículos espaciales. Estación Espacial Internacional EEI

19 LANZAMIENTO Y RETORNO Discovery
El despegue y el aterrizaje son los momentos más difíciles del vuelo espacial. El lanzamiento al espacio se requiere una gran cantidad de energía. El combustible se aloja en cohetes. El regreso a la Tierra y al llegar a la atmósfera se encienden lo cohetes de frenado y se inclina formando un ángulo que evite la desintegración de la nave por el rozamiento con el aire; aun así, se genera un intenso calor y la nave se protege con un escudo térmico. Después se abren los paracaídas para que el aterrizaje o amerizaje sea suave. Discovery

20 NUEVOS CONOCIMIENTOS ESPACIALES
Los cohetes de lanzamiento más potentes han permitido enviar al espacio sondas mejor equipadas técnicamente y con mayor capacidad de combustible. Son capaces de corregir trayectorias, la puesta en órbita y el frenado en el aterrizaje. Las estaciones espaciales alrededor de la Tierra disponen de antenas muy grandes y de equipos sofisticados. Proporcionan contacto continuo con el vehículo, dan una recepción excelente de datos y un control permanente, así como un mejor establecimiento de órbitas. La microelectrónica y la informática han aumentado la complejidad y la autonomía de las sondas espaciales, han incrementado la capacidad de obtención de datos. Los sistemas de transmisión y recepción se han perfeccionado y la telemetría de códigos correctores de errores ha multiplicado la comunicación interplanetaria.

21 La futura evolución del Sistema solar ¿Qué pasará y cómo sucederá?
PREGUNTAS La futura evolución del Sistema solar ¿Qué pasará y cómo sucederá? ¿Para qué sirve la investigación espacial? ¿Por qué se expande el Universo?