ODISEA ESPACIO - TIEMPO JAVIER DE LUCAS.

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1 ODISEA ESPACIO - TIEMPO JAVIER DE LUCAS

2 El mecanismo del conocimiento
Seres inteligentes “capaces de leer dentro de las cosas y de los fenómenos” Naturaleza Observar Receptores de información: los 5 sentidos Actuar/ Interactuar Modificar, adaptarse, estudiar. Construcción de instrumentos de observación y medición como herramientas de estudio. Procesar Procesador de información: el cerebro. Producto: conocimiento necesario para... Objetivo último: las eternas preguntas ¿Quiénes somos? ¿De dónde vinimos? ¿Adónde vamos? ¿Qué sentido tiene la existencia de seres conscientes de existir y capacitados para hacer preguntas? ¿Estaremos realmente capacitados para encontrar las respuestas?

3 Los elementos: Las dimensiones : la MATERIA el ESPACIO el TIEMPO
El mecanismo del conocimiento Los elementos: Las dimensiones : la MATERIA el ESPACIO El camino del conocimiento: la realidad que nos rodea el TIEMPO la ENERGIA

4 ? EL ES 1- PACIO Tamaño : cantidad de espacio ocupada
Observación de un objeto ? Información espacial Tamaño : cantidad de espacio ocupada Forma: distribución de la materia en el espacio Posición : distancia y orientación Más grande o más pequeño ... ... En forma ... ...Cerca o lejos... ¿DE QUÉ ? La percepción depende de la perspectiva (distancia, ángulo) La definición depende del sistema de referencia y de las unidades Ejemplo : de niños, todo nos parecía más grande Se necesita : - Eliminar los efectos debidos a la percepción - Usar una unidad común

5 Escala espacial: tamaños y distancias
1 - EL ESPACIO Midiendo el Universo Unidad fundamental de longitudes (1D) = Metro (m) con sus múltiples y submúltiples en potencias de 10 Unidad fundamental de superficies (2D) = Metro cuadrado (m 2 ) Unidad fundamental de volúmenes (3D) = Metro cúbico (m 3 ) Escala espacial: tamaños y distancias Hacia lo infinitamente pequeño... ...cada vez 10 veces más pequeño... Hombre ~ m Ratón ~ 10 – 1 Cereza ~ 10 – 2 Átomo ~ 10 – 10 Virus ~ 10 – 6 Grano de arena ~ 10 – 4 Glóbulo rojo ~ 10 – 5 Límite percepción ojo humano Protón ~ 10 – 15 Molécula gigante ~ 10 – 8 Núcleo ~ 10 – 14 Pulga ~ 10 – 3 Todas las longitudes son expresadas en metros (m)

6 Confines del Universo ~ 10 26
1 - EL ESPACIO Midiendo el Universo Escala espacial: tamaños y distancias Hacia lo infinitamente grande ...cada vez 10 veces más grande... Distancia Próxima Centauri ~ 10 18 Júpiter ~ 10 8 Sol ~ 10 9 Tierra ~ 10 7 Tenerife ~ 10 5 Vía Láctea ~ 10 20 Distancia Plutón ~ Europa ~ 10 6 Distancia LMC, SMC ~ Hombre ~ m Distancia Tierra-Sol ~ 10 11 Confines del Universo ~ 10 26 Rascacielo ~ 10 2 Teide ~ 10 3 Casa ~ 10 Fosa de las Marianas ~ 10 4 Todas las longitudes son expresadas en metros (m)

7 Un átomo gigante Para hacernos una idea
1 - EL ESPACIO Midiendo el Universo Para hacernos una idea de los tamaños de los cuerpos celestes y de las distancias cósmicas, necesitamos recurrir a representaciones en escala. El “ truco de la escala” consiste en agrandar o reducir uno o más objetos manteniendo inalteradas las proporciones para reducirlos a unos tamaños manejables y/o comparar los tamaños relativos. Un átomo gigante Si un átomo fuera un campo de fútbol... ...  un protón sería una pelota de tenis... ...una pulga mediría unos km ( ~diámetro de Júpiter)

8 El Sistema Solar en miniatura
1 - EL ESPACIO Midiendo el Universo El Sistema Solar en miniatura Si el Sol fuera un balón de baloncesto ... ... nuestra Tierra sería un grano de arroz (2-5 mm) a 30 m de distancia... ... Júpiter sería una nuez (3 cm) a 170 m ... ... Plutón sería un grano de arena (1/2 mm) a 1,2 km ... ... La nube de cometas, es decir, la frontera del Sistema Solar caería a 1500 km ... Diámetro real ~ km  escala de 1 :  reducimos 4700 millones de veces... ...Y las afueras del Sistema Solar (en miniatura) ... ... Próxima Centauri (la estrella más cercana) sería otro balón de baloncesto a 9000 km ... ... La estrella de Barnard (la segunda más cercana) sería una bola de billar (8 cm) a km del Sol... ... Sirio (la estrella más brillante de nuestro cielo) sería un balón de playa (70 cm) a km ...

9 Nuestra galaxia a escala manejable
1 - EL ESPACIO Midiendo el Universo Nuestra galaxia a escala manejable En la misma escala de 1 : , nuestra galaxia mediría 200 millones de km ...  reducimos 3000 veces más ... ...Nuestro Sol sería una punta de alfiler (0,1 mm) ... ... Próxima Centauri, otra punta de alfiler a 3 km de distancia ... ...Sirio, otra punta de alfiler de 0,2 mm a 6 km de distancia... ...los cúmulos abiertos más cercanos serían bolas enormes de 14 km de diámetro a distancias entre 50 y km... ...los cúmulos globulares serían bolas enormes de 60 km de diámetro: habría unos 500 en una esfera de km, conteniendo cada uno cientos de miles de puntas de alfiler... ... Nuestra galaxia sería un platillo de km de diámetro: el centro quedaría a unos km del Sol y las regiones HII serían enormes nubes brillantes de hasta 500 km de diámetro ...

10 El Universo a una escala decente
1 - EL ESPACIO Midiendo el Universo El Universo a una escala decente Necesitamos una escala de 1: 3 x Si nuestra galaxia es un platillo de 30 cm de diámetro ... ... la LMC sería una croqueta (7 cm y alargada) a 50 cm de distancia ... ... la SMC, una albóndiga (3 cm) a 65 cm ... ... Andrómeda, un plato de 50 cm de diámetro a 65 cm de distancia del centro... ...el Grupo Local, una esfera de 20 m de diámetro, conteniendo unos 40 guisantes y albóndigas ... ...el Universo conocido sería una esfera de unos 40 km de diámetro conteniendo unos millones de platos... ¿De siempre ha sido ésta nuestra imagen del Universo? Llegar a estos ejemplos nos ha costado algo como... ...toda la historia de la Humanidad...

11 DESDE LAS COLUMNAS DE HÉRCULES
1 - EL ESPACIO DESDE LAS COLUMNAS DE HÉRCULES HASTA LOS OBJETOS DE ALTO REDSHIFT: LA IMPRESIONANTE EXPANSIÓN DE LAS FRONTERAS DEL MUNDO CONOCIDO Objetivo: dar forma y dimensión a nuestro entorno y situarnos en él. Medios: experimentación directa y exploraciones (en Tierra), observación astrofísica y misiones espaciales (en el espacio).

12 La historia que nos han contado
1 - EL ESPACIO ¿ Por qué las Columnas de Hércules ? Cuando Hércules llegó a la llamada Eritía, junto al Océano, y tras recorrer todo el mar navegable, quiso seguir más allá. Pero al encontrase con el caos y las tinieblas estableció unas columnas con las que pretendía dar a conocer el fin del mar, en la idea de que a partir de allí ya no era transitable. Porque, en la cultura occidental, han representado la frontera del mundo conocido desde la antigüedad hasta el descubrimiento del “nuevo Mundo” La historia que nos han contado El Hombre viajero... La historia de la Humanidad es repleta de viajes, desplazamientos y migraciones desde sus comienzos... Llegada a Norteamérica de los primeros seres humanos procedentes de Asia ~ años a.C. Posible llegada de los aborígenes a Australia ~ años a.C Entre el principio y el final de la última era glacial (~ años a.C.) , florecieron culturas en los lugares más diversos; el Hombre vivía de la caza. Se daban importantes movimientos migratorios, más que nada en búsqueda de comida y de climas menos inhóspitos. Los primeros seres humanos en el extremo meridional de Sudamérica : ~ años a.C. Europa y Asia: a partir de ~ años a.C. ( Pinturas rupestres de Lascaux (Francia ) ~ años a.C.; Pinturas rupestres de las cuevas de Altamira (España) ~ años a.C. ) Japón (cueva Fukui) : ~ años a.C. Con el fin de la última glaciación, empezaba la agricultura, la ganadería y la domesticación de animales ... Norte de Australia : ~ años a.C. Perú ~ a.C. Siria y Jordania ~ – 8000 a.C. Mediterráneo oriental, Anatolia, Crimea, valle del Indo, Nueva Guinea, China, México~ – a.C. Fuese donde fuese, el Hombre empezaba a establecer asentamientos más estables. Se daban desplazamientos ocasionales en búsqueda de tierras más fértiles.

13 El fenómeno megalítico
1 - EL ESPACIO La historia que nos han contado... ¿Cómo ver el mundo a través de los ojos de un hombre de hace milenios? Muy poco sabemos de esos conocimientos en épocas anteriores a las primeras grandes civilizaciones y a las primeras escrituras . La historia que conocemos directamente (y la que nos enseñan) es la de la “ cuna de nuestra civilización” : Europa, Oriente Próximo y Norte de África, es decir, el Mediterráneo . Muy poco se suele contar del “ resto del mundo“ antes de los grandes descubrimientos ...y de la época colonial. Para las poblaciones sedentarias, el mundo conocido terminaba con el horizonte visible. El Hombre veneraba las fuerzas de la Naturaleza delante de las cuales se hallaba indefenso ... ...¡ y aun así resistió a ellas ! ¿Hasta qué punto el Hombre tenía interés en el mundo que le rodeaba y en el cielo? El fenómeno megalítico ¿Cuándo?  A partir del VI milenio a.C. ¿Dónde?  En las costas atlánticas de Europa (Gran Bretaña, Irlanda, Bretaña, sur-oeste de la península Ibérica, Portugal) y también mediterráneas (Cerdeña). ¿Qué?  menhires, dómenes y otros monumentos funerarios parecen presentar orientaciones astronómicamente significativas (estrellas más brillantes, solsticios, equinoccios, alineaciones, etc...). ¿Entonces?  todavía queda muchísimo por investigar en el terreno de la arqueoastronomía, pero parece verosímil que el Hombre haya empezado a observar el cielo bastante antes de lo que podamos imaginar.

14 Orientación de la Gran Pirámide
1 - EL ESPACIO Egipto Astrónomos y astrólogos Orientación de la Gran Pirámide El cielo sirve de brújula para orientarse y de reloj para medir el tiempo. Los astros son “leídos e interpretados” como señales de una voluntad sobrenatural, especialmente en relación con las actividades humanas (agricultura, ganadería , etc...) Los colosos que resistieron al tiempo ¿Cuándo ?  Imperio egipcio~ a.C ; Pirámides Keops, Kefren y Micerinos ~ 2500 a.C. - Invasión Macedonia ~ 330 a.C. - Egipto se vuelve provincia romana : 30 a.C. ¿Qué?  Obras maestras de ingeniería, las pirámides presentan: - Una excepcional perfección de la estructura que les permitió resistir durante casi 5 milenios; - Una “asombrosa” orientación según los 4 puntos cardinales. La distribución de la orientación de los templos presenta picos en correspondencia de: los equinoccios, los solsticios, los tránsitos de las 3 estrellas más brillantes (Sirio, Rigel, Canopus) En Egipto se encuentran las más antiguas representaciones de la constelaciones. ¿Cómo?  Todavía se está investigando; el método más probable parece ser el de la observación del tránsito meridiano de una pareja de estrellas.

15 Los Fenicios : un pueblo de navegantes
1 - EL ESPACIO Mesopotamia ¿Cuándo?  Hay civilizaciones desde época antiquísimas (~ a.C.) 1792 a.C.: nace Hammurabi, fundador del Imperio Babilonio. ¿Qué?  Invención de la rueda (~ a.C.) : un gran reto para la agricultura y los transportes; Los Babilonios también se interesaban en el Cielo: conocían los 5 planetas visibles a simple vista, las estrellas más brillantes y eran excelentes astrólogos . Los Fenicios : un pueblo de navegantes ¿Cuándo y Dónde?  ~1 100 a.C. Empiezan a extenderse desde el Mediterráneo oriental; 814 a.C : fundación de la colonia de Cartago (Norte de África) ; 600 a.C. : los Fenicios circunnavegan África.

16 Grecia Geo = Tierra Geometría Metrein = Medir
1 - EL ESPACIO Grecia Geo = Tierra Geometría Metrein = Medir  Geometría = Medición de la Tierra Pitágoras ( 580 – 500 a.C.) : Las primeras formulaciones matemáticas del espacio ...y la Cosmología Cosmos = Universo Cosmología = Estudio del orden supremo de las cosas ...un asunto más de filósofos que de científicos... ... en contraposición al ... Cosmología = Reflexión sobre el Cosmos Logos = Razón, Pensamiento, Reflexión Kaos = Desorden Cosmos = Universo Ordenado Los pitagóricos : la primera idea de una Tierra no estática - Tierra, Sol y demás planetas serían globos rotando alrededor d e un fuego central; - Las estrellas son agujeros en la bóveda celeste que dejan entrever ese fuego; - La armónica rotación de las esferas celestes produciría una “música celestial”. El quinto elemento: una idea que resistió más de 2 milenios Sócrates ( a.C.) , Platón ( a.C.) , Aristóteles ( a.C.) - Los 4 elementos (tierra, agua, aire y fuego) constituyen en mundo infralunar, imperfecto - El cielo o mundo supralunar está formado por un quinto elemento perfecto e inmutable , espejo de las ideas.

17 Los confines del mundo conocido:
1 - EL ESPACIO Grecia Las primeras mediciones de tamaños y distancias ...en Tierra y en el espacio... Los confines del mundo conocido: Eratóstenes ( ? A.C.) : calcula el radio terrestre con tan sólo un 1% de error sobre el valor actual ; ¿Cómo?: midiendo la longitud de las sombras en dos lugares a diferentes latitudes. Hacia el Este: los confines del imperio de Alejandro Magno (356 – 323 a.C.) Aristarco de Samos (310 – 230 a.C. ) : el primer revolucionario - Las primeras mediciones de los tamaños y de las distancias del Sol y de la Luna (la única obra de él que haya resistido a la censura). - La primera cosmología heliocéntrica. Hacia Oeste : las Columnas de Hércules ... Arquímedes ( a.C) Fórmulas para el cálculo del volumen de los sólidos Principio de Arquímedes o hidrostático : “Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”. Hiparco (~ a.C) Crea el primer catálogo de magnitudes estelares. Descubre la precesión de los equinoccios.

18 Roma ¿Cuándo? - Fundación de Roma: 753 a.C.
1 - EL ESPACIO Roma ¿Cuándo? - Fundación de Roma: 753 a.C. 64 a.C.: conquista de Siria - 63 a.C.: sumisión de Judea 49 a.C.: César conquista la Galia 30 a.C.: Egipto se vuelve provincia romana 313 d.C.: Constantinopla capital del Imperio – 241 a.C. : Primera guerra púnica - 218 – 201 a.C. : Segunda guerra púnica – 146 a.C. : Tercera guerra púnica 410 d.C.: caída de Roma La contribución práctica a la ciencia Escaso interés hacía la ciencia “abstracta” y el mundo “supralunar “ Extraordinaria habilidad en aplicar los conocimientos científicos ya existentes a la ingeniería, especialmente civil ( acueductos, carreteras, edificios públicos)

19 Una maquinaria extremadamente complicada y asombrosamente perfecta ...
1 - EL ESPACIO Una maquinaria extremadamente complicada y asombrosamente perfecta ... ¿Quien?  Ptolomeo de Alejandría (85 – 165 d.C.) El hecho  El modelo aristotélico geocéntrico representaba la cosmología más aceptada pero no cuadraba con las observaciones ... La idea  hacer de manera que los movimientos circulares uniformes dieran razón de lo observado, pese la complejidad del mecanismo... La cosmología del cristianismo El modelo aristotélico – ptolemaico encajaba perfectamente con la “palabra de Dios” ... La Génesis según la Biblia Al primer día fue la Tierra ... ...y sólo al cuarto Dios creó el Sol, la Luna y las estrellas ... La idea de la Tierra y el Hombre como centro de la Creación reclama una cosmología geocéntrica ... Haga click para ver la animación

20 El fuego de la ignorancia
1 - EL ESPACIO La Edad Media ¿Cuándo?  desde la cristianización del Imperio Romano (IV d.C. ) hasta el siglo XV 1000 años de tinieblas - La Edad Media, una época oscura para la ciencia. La religión adopta la cosmología aristotélico- ptolemaica. La Creación y sus misterios no son cosa de Hombres, sino verdades reveladas. El mundo islámico guardián de la sabiduría griega ¿Cuándo?  a partir del 622 d.C. cuando el profeta Mahoma funda el islamismo. Es el principio del calendario islámico. ¿Dónde? El Islam conquista desde Andalucía hasta la India, pasando por el norte de África. ¿Qué ?  Destacan en matemáticas, astronomía, medicina, filosofía, etc... Fuerte influencia de fuentes griegas ( también egipcias , babilonias y del Extremo Oriente). El fuego de la ignorancia ~ 400 d.C.  Incendio de la biblioteca de Alejandría: la condena a muerte de la cultura “pagana” ... y una pérdida inestimable para la Humanidad ... Durante toda la Edad Media ( y, posteriormente, hasta la época de la Inquisición) la Iglesia mantuvo la “poco cristiana” costumbre de quemar todo lo que fuese considerado herético. Una de las víctimas más ilustres de la hoguera: Giordano Bruno ( ), por contradecir las Sagradas Escrituras y defender una cosmología totalmente “acentrista”.

21 1 - EL ESPACIO El Nuevo Mundo 1488 : Bartolomé Díaz dobla el Cabo de Buena Esperanza (Sudáfrica). 3 de Agosto del 1492 : Cristóbal Colón parte rumbo a las Indias. 12 de Octubre del 1492 : Cristóbal Colón llega a San Salvador ( actual Bahamas). 28 de Octubre del 1492 : Cristóbal Colón llega a Cuba. 6 de Diciembre del 1492 : Cristóbal Colón llega a la Española (actual Haiti). ...con él empieza la era de los grandes viajes... 1497 : Juan Caboto navega hacia América del Norte descubriendo la isla de Labrador (Canadá). Fue el primero en pisar el nuevo continente. Consecuencias científicas de los grandes descubrimientos geográficos : Revolución en la cartografía y en la astronomía Abertura de nuevos horizontes, nuevas rutas para los viajes, nuevas tierras que explorar Desarrollo de la ingeniería naval : Vasco da Gama sigue por la ruta de Díaz y circunnavegando África, llega a la India. : Americo Vespucio emprende una serie de viajes hacía las “Indias”. Fue el primero en darse cuenta de que se trataba de un nuevo continente. Parece que haya llegado hasta el estuario del Río de la Plata. 1501: Vasco Núñez de Balboa cruza Centroamérica por tierra y descubre el “Mar del Sur”, bautizado como Océano Pacífico por Fernando de Magallanes. : Fernando de Magallanes da la primera vuelta al mundo.

22 El Nuevo Mundo ...y la nueva Ciencia
1 - EL ESPACIO La Revolución Copernicana El Nuevo Mundo ...y la nueva Ciencia Un cambio de perspectiva ...revolucionario pero no demasiado... Hasta este momento, los axiomas de la “cosmología dominante” es decir, de la visión del Mundo y del Universo “oficialmente aceptada” son : Copérnico ( ) : propone un sistema heliocéntrico pero basado en la misma mecánica ptolemaica de los epiciclos. El movimiento imperfecto La Tierra es el centro del Universo (cosmología geocéntrica) El mundo de los Humanos y el Cielo tienen naturaleza diferente Las observaciones de Ticho Brahe ( ) y la matemática de Johannes Kepler ( ) permiten determinar las órbitas de los planetas demostrando que: - no son circulares sino elípticas; - el movimiento no es uniforme sino que se dan aceleraciones , siendo la velocidad mayor en el perihelio. Tampoco había prueba de que la Tierra fuese redonda, en cuyo caso, navegando hacia el Oeste se tenía que llegar a “las Indias”... El fin del mundo “supralunar” Galileo Galilei ( ) , con el primer telescopio, descubre: - Las manchas solares - Las fases de Venus - Los mares de la Luna - Las lunas de Júpiter Con ello derriba dos axiomas de la cosmología “clásica” demostrando que: - Los cuerpos celestes no son “perfectos y sin mancha”; - la Tierra no es el centro del Universo , por lo tanto el Hombre tampoco. ... El descubrimiento del “Nuevo Mundo” plantea la posibilidad de que las cosas sean diferentes de como siempre se habían querido imaginar ...y abre así la puerta a una nueva era científica...

23 Una ley universal para un cosmos perfecto ...
1 - EL ESPACIO Una ley universal para un cosmos perfecto ... Sir Isaac Newton (1642 – 1727 ) : descubre la ley que explica tanto la caída de una manzana madura como la ley de Kepler de las órbitas planetarias ... La ley de la Gravitación Universal Es una ley universal que describe la interacción gravitatoria, es decir, entre las masas; Hoy sabemos que la gravitatoria es una de las cuatro interacciones fundamentales en la Naturaleza, junto con la electromagnética, la débil y la fuerte. - Espacio, Tiempo, Materia y Energía son conceptos absolutos, manifestaciones de Dios y su intersección forma el Cosmos, gobernado por las mismas leyes físicas que la Tierra : Es la unión de la física del Cielo y de la Tierra - ¿Cuál es el papel de Dios en un Cosmos imperfecto? La búsqueda de un compromiso : Dios como “ relojero del Universo”

24 ¿Hasta qué punto puede llegar la mente humana?
1 - EL ESPACIO ¿Hasta qué punto puede llegar la mente humana? René Descartes ( ) : el padre de la filosofía moderna - Medita acerca del mecanismo del conocimiento e indaga en sus puntos débiles - Discute la fiabilidad de las percepciones sensoriales ... ... Y , en último análisis, la capacidad del Hombre para entender la Verdad . De la naturaleza del Universo Immanuel Kant ( 1724 – 1804 ) : la genial intuición de los “universos isla” - Nuestro “universo” sería un disco aplanado del que el Sol sería una de las muchas estrellas. - Existen muchos más “universos esparcidos por el espacio” como islas en el océano. ...Hoy sabemos que: - Nuestra galaxia no es un universo sino una de los miles de millones galaxias que lo habitan. - La de disco aplanado es sólo una de las posibles caracterizaciones morfológicas de las galaxias. ...Pero Kant acertó en lo siguiente: - El sistema estelar del que formamos parte es un gigantesco disco. - El sistema del que formamos parte no es nada más que uno de muchos. Olbers ( 1758 – 1804 ) : ¿ Puede el Universo ser infinito? - La idea del universo infinito contradice el hecho de que el cielo nocturno es negro: si el universo fuese infinito, el cielo nocturno debería ser un único resplandor deslumbrante, de la misma manera que, en un bosque infinito, solo veríamos árboles...

25 Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno
1 - EL ESPACIO Descubriendo el Sistema Solar Desde Babilonia ( siglo VI a.C. ) hasta el siglo XVIII, solo se conocían los 5 planetas visibles a simple vista: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno - Edmund Halley ( ) : descubre el famoso cometa que lleva su nombre - William Herschel : en 1781 descubre el planeta Urano J.C. Galle : en 1846 descubre el planeta Neptuno C.W. Tombaugh : en 1930 descubre Plutón James Christy : en 1978 observa un “bulto en Plutón” y entiende que se trata de una luna,bautizada con el nombre de Caronte ...descubriendo el resto del Universo ... Hasta 1923, es decir, hasta hace menos de un siglo, se conocían : los planetas de Sistema Solar (excepto Plutón) , un buen número de estrellas y un discreto número de “nebulosas”... La idea de los “universos isla” seguía siendo un concepto puramente filosófico. Edwin Hubble: en 1923 determina la distancia de Andrómeda y resuelve su estructura espiral, probando así la naturaleza galáctica de las “nebulosas”; en 1929 descubre la expansión del Universo. - Penzias y Wilson : en 1964 descubren la radiación del fondo cósmico de microondas. Jocelyn Bell : en 1967 descubre el primer Púlsar . Maarten Schmidt : en 1963 después de una década observando “radioestrellas” se da cuenta de que se trata de galaxias extremadamente lejanas: el primer Cuásar identificado. En 1971 : identificación del primer supuesto agujero negro , Cignus X1.

26 DESDE LAS COLUMNAS DE HÉRCULES HASTA LOS OBJETOS DE ALTO REDSHIFT:
1 - EL ESPACIO DESDE LAS COLUMNAS DE HÉRCULES HASTA LOS OBJETOS DE ALTO REDSHIFT: LA CONQUISTA DEL ESPACIO Y LA TECNOLOGÍA DE LOS TRANSPORTES Y DE LOS MEDIOS DE COMUNICACIÓN ¿ Por qué ? Porque los avances en el conocimiento del espacio siempre van acoplados a los avances en los medios que nos permiten movernos en él. Ya sabemos que la lejanía de cualquier lugar es relativa y depende de la facilidad con la que podamos alcanzarlo.

27 La conquista de nuestro planeta
1 - EL ESPACIO La conquista de nuestro planeta La invención de la caballería ~2000 a.C. : Los Asirios empiezan la domesticación del caballo y su utilización tanto como medio de transporte que como “máquina de guerra”. Los primeros barcos ~ 2000 a.C.: los Egipcios empiezan a construir los primeros barcos para navegar por el Nilo y luego por el Mediterráneo. - Los Griegos y los Fenicios fueron también hábiles navegantes. Los buques eran de remos y de vela, siendo los de guerra siempre más pequeños y manejables que los de mercancías. La primera red vial de la Historia - Al terminar las guerras púnicas (~150 a.C) , los Romanos emprenden la construcción de una red de carreteras pavimentadas que comunicasen todo el Imperio. - Los Romanos también fueron buenos navegantes y construyeron galeras y veleros aún más grandes que los Griegos.

28 La conquista de nuestro planeta
1 - EL ESPACIO La conquista de nuestro planeta El terror de los mares del Norte Desde la caída de Roma hasta las Cruzadas, la navegación por el Mediterráneo se reduce bastante; los Vikingos construyen buques de remos y velas, rápidos y capaces de resistir a la furia del océano. De la Tierra Santa al Nuevo Mundo Las cruzadas vuelven a impulsar la construcción naval en el Mediterráneo, especialmente en Génova y en Venecia; los barcos eran similares a los griegos, pero se inventa el timón. A finales del siglo XV se construyen ya diferentes tipos de buques mucho más grandes; el uso de la brújula permite viajes mucho más largos. El sistema de propulsión de los barcos no cambiará hasta finales del siglo XVIII. El libro y la cultura Johann Gutenberg inventa la imprenta en 1460: un enorme impulso para el Renacimiento.

29 El sueño de Ícaro - 1 La conquista de nuestro planeta
1 - EL ESPACIO La conquista de nuestro planeta La revolución del vapor James Watt en diseña la primera máquina de vapor. La propulsión por vapor revoluciona la industria naval , a partir de finales del siglo XVIII. Robert Fulton hace de los barcos con ruedas de paletas movidas por vapor, un medio de transporte práctico y rentable. En 1807, el Clermont remonta el río Hudson por 240 km. En 1819, el Savannah es el primer barco de vapor en cruzar el Atlántico. En 1825, el Enterprise va de Inglaterra a la India. El sueño de Ícaro - 1 Antecedentes : El abuelo de la aviación Al principio del 1500, Leonardo da Vinci estudia los principios del vuelo a partir de la observación de las aves y se da cuenta de que el hombre no puede “volar por sí mismo” . En 1783, los hermanos Montgolfière construyen en Francia los primeros globos de aire caliente. En un principio los nuevos buques no eran nada más que veleros con motores añadidos... ...pero la tecnología fue avanzando rápidamente con los cascos de hierro y la invención de la hélice de buque por John Ericsson, en - El padre de la aeronáutica: entre 1796 y 1855 , Sir Geoge Caylay sigue en la dirección de Leonardo e inventa el ala fija. Entre finales del siglo XIX y principios del siglo XX , se multiplican los intentos de volar con aparatos más o menos exóticos...

30 El sueño de Ícaro - 2 La conquista de nuestro planeta
1 - EL ESPACIO La conquista de nuestro planeta La revolución industrial Al principio del siglo XIX, los trenes de vapor se vuelven el medio más eficiente entre los transportes de tierra, dando así un gran impulso a la industria y al comercio. Las primeras líneas de ferrocarriles: en Gran Bretaña, en 1825, por George Stephenson y en EEUU, por Peter Cooper , en 1830. Pedaleando sobre dos ruedas A finales del siglo XIX se introduce la bicicleta. El sueño de Ícaro - 2 En 1852 : Henri Giford vuela en el primer dirigible (la propulsión es una hélice). En 1863 : el Vizconde Gustave de Pontón idea y fabrica el primer helicóptero a vapor. En 1877 : Enrico Forlanini mejora el diseño y hace que el primer helicóptero despegue. Las primeras comunicaciones “ vía cable” En 1837 : Samuel Morse inventa el telégrafo. En 1844 : la primera línea comercial. En 1866 : Europa y América están comunicadas por medio de un cable submarino.

31 ¿Qué haríamos hoy sin ...? – 1 La conquista de nuestro planeta
1 - EL ESPACIO La conquista de nuestro planeta Una puerta hacía el oriente 1870: Se abre el canal de Suez. Grandes ferrocarriles En 1870: una línea de ferrocarril atraviesa los EEUU “coast to coast”. Entre 1891 y 1905: se construye el Transiberiano. Entre 1885 y 1900, con las locomotoras eléctricas, empieza (en Londres, Budapest, Boston y Nueva York) la construcción de los primeros “trenes subterráneos”: los primeros “metros“. ¿Qué haríamos hoy sin ...? – 1 En (tan sólo hace poco más de 1 siglo): Antonio Meucci inventa el teléfono.

32 La conquista de nuestro planeta
1 - EL ESPACIO La conquista de nuestro planeta ¿Qué haríamos hoy sin ...? – 2 - A partir de los últimos años del siglo XVIII, ya empezaban a circular vehículos impulsados por vapor. - Pero habrá que esperar hasta 1860 para que Etienne Lenoir patente el primer motor a explosión. En 1886, Benz patenta, en Alemania, el primer vehículo (utilizable) de cuatro ruedas con motor a explosión. En 1894, empieza la comercialización del automóvil: en 1895, Duryea funda la primera empresa automovilística en EEUU y, a partir de 1901, empiezan los automóviles de serie en Francia y Alemania. En 1899, se marca el primer record de velocidad, superando los 100 km/h. En 1913, Ford crea, en EEUU, la primera cadena de montaje para la fabricación en serie de automóviles. Una puerta hacia el Pacífico : Construcción del canal de Panamá. Viaje al fin del mundo 1911: Admunsen llega al polo Sur.

33 ¿Qué haríamos hoy sin ...? – 3 La conquista de nuestro planeta
1 - EL ESPACIO La conquista de nuestro planeta El sueño de Ícaro - 3 - En 1903, los hermanos Wright, dos aviadores estadounidenses consiguen hacer volar los primeros aeroplanos propiamente dichos o sea, con motor ... - En 1906, Luis Bleriot vuela sobre el canal de la Mancha. Con la primera y la segunda Guerra Mundial la ingeniería aeronáutica recibe un impulso considerable. - En 1947, el primer avión rompe la barrera del sonido - En 1949, entra en servicio el Comet, el primer jet comercial de línea A partir de este momento los jets van sustituyendo a los buques en el transporte civil ¿Qué haríamos hoy sin ...? – 3 En 1949 ya existen en EEUU 1 millón de televisores; 2 años más tarde habrá 10 millones... Posiblemente, junto con el más reciente Internet, la revolución más poderosa en los medios de comunicación...

34 El sueño de Ícaro - 4 ¿Qué haríamos hoy sin ...? – 4
1 - EL ESPACIO La conquista de nuestro planeta El sueño de Ícaro - 4 En 1969 : estreno del primer avión supersónico para pasajeros, el Concorde, fruto de una cooperación anglo-francesa. En 1976 : primer vuelo comercial del Concorde. ¿Qué haríamos hoy sin ...? – 4 En 1951 : se construye la primera gran computadora electrónica. En 1975 : Steve Jobs y Stephen Wozniak crean el primer ordenador personal , marca Apple.

35 alcanzar el espacio exterior...
...y la conquista del “Espacio exterior “: la Era Espacial A partir de los años ’50, los impresionantes descubrimientos científicos del siglo XX y los asombrosos avances en la tecnología de los telescopios, van acompañados por la realización de otro gran sueño de la Humanidad : alcanzar el espacio exterior... - 4 de Octubre : la Unión Soviética lanza el Sputnik 1, el primer satélite artificial. 31 de Enero 1958 : Los EEUU lanzan el Explorer 1. El mismo año nace la NASA. 12 de Abril 1961 : Yuri Gagarin (Rusia) es el primer hombre en órbita. 20 de Febrero 1962 : John Glenn (EEUU) es el segundo hombre en órbita. ...un desafío muy poco científico en el marco de la guerra fría ... - 20 de Julio 1969 : los EEUU con la misión Apollo 11 ponen al primer hombre en la Luna.

36 ...y la conquista del “Espacio exterior “ : la Era Espacial
Empieza una larga serie de misiones espaciales no tripuladas (entre ellas las Pioneer, las Mariner, etc...) para el estudio del Sistema Solar y del espacio exterior ... - 8 de Junio 1975: la nave soviética “Venera9” aterriza en Venus y envía fotos. 20 de Julio 1976 : La nave estadounidense “Viking” aterriza en Marte y toma fotos, en búsqueda de señales de vida. - 5 de Septiembre 1977 : el “ Voyager” emprende un largo viaje hacia los planetas exteriores. 24 de Abril 1990 : los EEUU colocan en órbita en Telescopio Espacial Hubble. 2 de Diciembre 1995 : lanzamiento del satélite SOHO desde Cabo Cañaveral.

37 p MEDIR EL UNIVERSO 1 U.A. ¿Cuándo? Las primeras mediciones de ¿Cómo?
1 - EL ESPACIO MEDIR EL UNIVERSO ¿Cuándo? Las primeras mediciones de las distancias del Sol y de la Luna: Aristarco de Samos ( a.C.), Hiparco de Nicea ( a.C.). ¿Cómo? Geométricamente, de las observaciones de eclipses solares y lunares. p Distancias en el Sistema Solar Una vez determinada con precisión la distancia del Sol y los parámetros orbitales, se deducen las demás distancias por la ley de Kepler. Distancias estelares: Paralaje La estrella más cercana, Próxima Centauri D = 1,31 pc ~ 4, 3 años – luz 1 U.A. p = 0,76” Límite fiabilidad método: D ~ 100 pc Para D< 100pc  errores < 10% con satélite Hipparcos 1 pc = distancia desde la cual el semieje mayor de la órbita terrestre (1U.A.), se vería bajo un ángulo de 1” 1 pc= 3,26 años - luz

38 1 - EL ESPACIO MEDIR EL UNIVERSO Escala de distancias Uno de los problemas más críticos de la astrofísica actual ¿Por qué? Cosmología Cálculo de la constante de Hubble: v = HD  se pueden determinar las distancias de objetos lejanos a partir de de la medida espectroscópica de la velocidad de recesión. Pero: para determinar la constante necesitamos valores de distancia medidos por otra vía. ¿Es la constante constante, o depende del tiempo y, entonces, de la distancia? Evolución estelar y sistemas estelares Magnitudes absolutas : M - m = 5- 5 log D Las propiedades y la física de cualquier objeto celeste están estrictamente relacionadas con la magnitud absoluta en una determinada banda.  Necesitamos medir distancias para construir los modelos de evolución estelar y de sistemas estelares. Pero: al mismo tiempo necesitamos modelos para conocer M a priori y entonces calcular D... ¿Cómo salir de este bucle?

39 El primer peldaño de la escala de distancias
1 - EL ESPACIO MEDIR EL UNIVERSO Escala de distancias Peldaño por peldaño... El primer peldaño de la escala de distancias Se intentan determinar las paralajes de estrellas en cúmulos abiertos cercanos (<200pc). Los más cercanos y brillantes son las Pléyades, a una distancia de 122 pc ~ 400 años- luz y las Hyades, a una distancia de 46 pc ~150 años-luz. Para construir una escala de distancias tenemos que: - Empezar por objetos cuya distancia sea determinable con suficiente precisión por método directo, es decir, trigonométrico. Sobre estos objetos cercanos, construir modelos teóricos que permitan ir calibrando objetos cada vez más lejanos. Límites del método Necesidad de asumir que propiedades observadas y modelos deducidos para objetos cercanos sean válidos para las contrapartidas más lejanas. - Propagación de los errores. Pléyades Asumiendo que se puedan aplicar los mismos modelos de evolución a objetos más lejanos del mismo tipo, se determinan las distancias de cúmulos cada vez más alejados dentro de nuestra galaxia. Pero estando dentro de nuestra galaxia, seguimos hablando de distancias insignificantes a gran escala ...

40 ¿Qué pasa con objetos viejos como los cúmulos globulares?
1 - EL ESPACIO MEDIR EL UNIVERSO Escala de distancias ¿Qué pasa con objetos viejos como los cúmulos globulares? Se usan otras variables más débiles, muy comunes en este tipo de cúmulos, las RR-Lyrae = estrellas de baja masa (0,5 – 2 M ) en fase de combustión del He en el núcleo. La necesidad de candelas estándar Se precisa que un indicador sea: - bien calibrado suficientemente brillante para ser visible a grandes distancias lo suficientemente abundante, tanto para que las mediciones tengan validez desde el punto de vista estadístico, como para construir un catálogo de distancias lo más completo posible El mejor candidato Variables Cefeidas = estrellas de masa intermedia ( ~ 2- 7 M) que, durante la fase de combustión del He, sufren unos pulsos regulares Ventajas Son objetos suficientemente brillantes para que sirvan de buenos indicadores a distancias de hasta ~100 millones de años-luz. Son estrellas relativamente comunes en objetos no demasiado viejos. Tienen una relación Período – Luminosidad muy bien definida, por lo que es suficiente estudiar la variabilidad para hallar el brillo intrínseco. La relación P - L está calibrada en cúmulos abiertos cercanos cuyas distancias son determinables por paralaje. ...Las Cefeidas nos permiten así dar un salto desde nuestros alrededores al espacio profundo ... Cúmulos globulares y cosmología Los cúmulos globulares son de los objetos más viejos que se observan en el Universo ...pero claramente no podrían ser más viejos que el Universo mismo ... Importancia de la exactitud en la determinación de la distancia: Error 10% en la distancia  error del 20% en la edad D (M100) = 56 millones de años-luz

41 la función de luminosidad de las nebulosas planetarias
1 - EL ESPACIO MEDIR EL UNIVERSO Escala de distancias Un pilar fundamental en la escala de distancias son las Nubes de Magallanes (en especial la Grande), galaxias irregulares satélites de la Vía Láctea. D (LMC) = años - luz D (SMC) = años - luz Mas allá de las Cefeidas Existen otro indicadores que permiten llegar a distancias mucho mayores que las Cefeidas: las Novas y las Supernovas Sin considerar la débil dSph Sagittarius, la LMC es la galaxia más cercana y un excelente laboratorio para la calibración de candelas estándar. La SN 1987A en LMC fue la explosión más cercana desde la época de Kepler. Novas Explosión no destructiva y recurrente debida a procesos de acreción en un determinado tipo de sistemas binarios (cataclísmicas). Supernovas Explosión destructiva que acaba con la vida de las estrellas masivas (M > 7 M ). Una SN al máximo puede tener un brillo intrínseco > que el de una galaxia entera SN en NGC 3370 D ~100 millones años – luz (distancia determinada por Cefeidas) Las supernovas más lejanas han sido detectadas a unos millones de años-luz Gracias a estos peldaños fundamentales, las teorías de la evolución estelar y galáctica han permitido encontrar otros indicadores, entre ellos: la función de luminosidad de las nebulosas planetarias las fluctuaciones de brillo superficial en galaxias no resueltas la relación de Tully- Fisher entre la velocidad de rotación de galaxias espirales y la luminosidad , etc...

42 2 - EL TIEMPO TIEMPO El tiempo Pasa sin que el Hombre se fije en él,
La expansión del conocimiento humano ha sido función algo irregular pero creciente de una variable independiente llamada: Los grandes hitos que marcaron el comienzo de la ciencia moderna: Poner la Tierra en su sitio renunciando al geocentrismo Unificar la física del Cielo y de la Tierra renunciando al modelo aristotélico del mundo “supralunar” ¿ Podríamos llegar a formular un concepto de tiempo si todo (nosotros incluidos) fuese inmutable? TIEMPO El tiempo Pasa sin que el Hombre se fije en él, Existía antes de que el Hombre inventara el reloj ... Incluso antes de que el Hombre apareciera en este Planeta ... Y seguirá , Independientemente de la existencia de instrumentos capaces de medirlo , Con o sin seres humanos ... ... Así como el Universo mismo ... Energía Espacio Materia Tiempo Son conceptos absolutos y su intersección es el Cosmos Éste es el concepto de Cosmos que perduró desde Newton hasta el principio del siglo XX... ¿ De dónde vienen entonces nuestro concepto de tiempo y la posibilidad de medirlo?

43 Duración de la vida humana Tiempo de reacción de los receptores
2 – EL TIEMPO El concepto de tiempo surge de la mera observación de cambios sin que se precise conocer la causa de dichos cambios IRREVERSIBLES Nacimiento, crecimiento, envejecimiento y muerte de los seres vivos PERIÓDICOS Alternancia de día y noche Alternancia de las estaciones Número de horas de luz, Temperaturas, Condiciones meteorológicas y sus implicaciones en: - ciclos en la vida de plantas y animales - actividades humanas Podemos percibir: Más rápido Límite superior: Duración de la vida humana Límite inferior: Tiempo de reacción de los receptores Más lento

44 Escalas temporales Vemos pasar por nuestras vidas...
2 – EL TIEMPO Escalas temporales Vemos pasar por nuestras vidas... Perro-Gato ~ años Salida y puesta del Sol = 1 día Fases de marea ~ 6 horas Fases de la luna ~ 1 mes Caída de un rayo ~ muy pocos segundos El latido de nuestro corazón ~ 1/ 2 s - 1s El aleteo de un picaflor ~ fracciones de segundo Periquito ~ unos pocos años Las hojas de los árboles ~ unos meses Algunos insectos ~ unos pocos días Hombre ~ 80 años

45 Escalas temporales Nos ven pasar... Tortuga gigante ~150 años
2 – EL TIEMPO Escalas temporales Nos ven pasar... Tortuga gigante ~150 años Historia de las grandes civilizaciones ~ 5000 años Existencia de formas de vida complejas en la Tierra ~ 500 millones de años Vida estrellas más masivas ~ 1-10 millones de años Historia de la especie humana ~ años Edad del Sol ~ 4500 millones de años Secuoyas ~ miles de años Hombre ~ 80 años Edad del Universo ~ millones de años

46 LA MEDICIÓN DEL TIEMPO Calendario
Una necesidad de la Humanidad desde sus comienzos... Alternancia del día y de la noche y de las estaciones Observación astronómica de los movimientos (aparentes) del Sol y de la Luna División del tiempo en : - Días solares - Meses lunares - Años solares Calendario Las variaciones entre los calendarios antiguos y los modernos se deben : - Inexactitud de los cálculos astronómicos para determinar la duración del año De hecho, para determinar la posición del Sol en la eclíptica respecto a las estrellas “fijas”, hay que tener en cuenta: - Movimientos propios Precesión de los equinoccios - El año no puede ser dividido exactamente ni por meses ni por días El mes sinódico ~29 días  12 meses lunares son ~11 días más cortos que 1 año solar

47 El Calendario Otros calendarios :
2 – EL TIEMPO LA MEDICIÓN DEL TIEMPO El Calendario - Los primeros calendarios eran lunares  1 mes = 1 lunación Otros calendarios : El calendario Maya tenía un año de 365 días pero con una división en meses y semanas que transcurrían de forma independiente unos de otros. A pesar de su complejidad , fue el calendario más exacto antes del gregoriano. Para corregir el desfase entre los 12 meses lunares y 1 año solar  calendario lunisolar basado en la introducción oportuna de días y meses adicionales Nuestro calendario actual, adoptado en todo el mundo occidental y parte de Asia, es el calendario Gregoriano, que, a su vez, viene del calendario Juliano  46 a.C. : Julio César sustituyó el calendario lunar con uno solar formado por 365 días empezando el 1 de Enero. Como 1 año tampoco son exactamente 365 días sino que es ~1/4 día más largo, se introdujo un año bisiesto cada 4 años. Aun así seguía habiendo un desfase pues el año juliano promedio resultaba unos 11 minutos más largo que el año solar. En 1582, el Papa Gregorio XIII ordenó que solo fuesen bisiestos los años múltiples de 4 excepto los seculares. El calendario árabe es lunar , con años de 354 días (355 los bisiestos).

48 Historia del reloj Los primeros relojes : relojes solares
2 – EL TIEMPO LA MEDICIÓN DEL TIEMPO Historia del reloj Los primeros relojes : relojes solares A partir del ~ 3000 a.C., por los Chinos, los Egipcios, los Incas. Clepsidras Babilonia y Egipto y, posteriormente, Grecia y Roma. Funcionamiento: se hacía pasar un líquido desde un contenedor a un recipiente graduado. Relojes de arena : a partir del siglo III d.C. Relojes mecánicos: el primer reloj de pesas , en el siglo VIII d.C. Relojes de péndulo : el primero, creado por Christiann Huygens en 1657. Relojes de cuerda : a partir del ~1600 empieza a florecer la artesanía relojera ginebrina. Se entiende que el desgaste de los engranajes perjudica la medición del tiempo  Se empieza cada vez más a trabajar en mecanismos de precisión.

49 Relojes de Sol ... modernos Relojes modernos
2 – EL TIEMPO LA MEDICIÓN DEL TIEMPO Relojes de Sol ... modernos Existen varios tipos de relojes de Sol según la inclinación del plano respecto al horizonte y, consecuentemente, del gnomón respecto al plano. Relojes modernos Reloj de pulsera: el primero aparece tan sólo en 1904 ... pero hasta los años 20, los relojes más precisos seguían siendo los de péndulo Los más complicados son los inclinados, donde el plano no coincide ni con el horizonte ni con la vertical Este es el caso de... Reloj de cuarzo: su funcionamiento se basa en las vibraciones de los cristales; alcanzan precisiones ~ 10 –3 s TINGUARO (mañana) Laboratorio Solar del Observatorio del Teide Tenerife (Islas Canarias). Construidos por Mario Salomone, astrónomo aficionado. Relojes atómicos: los primeros en 1954 Los avances en el conocimiento de la estructura de la materia a partir del principio del siglo XX llevaron a la idea de un reloj atómico como medio para medir la influencia de un campo gravitatorio sobre el tiempo El tiempo atómico : 1s = oscilaciones del Cesio 133 El más preciso actualmente puede medir el tiempo con un error de 1 s / 3 x años (¡1 segundo cada 3 millones de años!) GUAJARA (tarde)

50 3 – MATERIA y ENERGÍA Los elementos
El hombre primitivo deificaba las fuerzas de la Naturaleza. El modelo platónico – aristotélico, que dominó el pensamiento occidental por más de 1 milenio, afirma la existencia de un mundo “ infralunar” constituido por 4 elementos fundamentales: AIRE, AGUA, TIERRA y FUEGO y de un mundo “ supralunar” formado por un “cristal perfecto e inmutable”. La utilización del FUEGO Hace ~ años, los homínidos ya utilizaban el fuego de forma consciente, aprovechando incendios naturales. Hace ~ años el Hombre aprende a hacer fuego. La Edad del Bronce : a partir del ~3000 a.C. La Edad del Hierro : a partir de ~1400 a.C. Materia y difusión del saber: ~ 200 a.C. se desarrolla el pergamino, un material de escritura de calidad superior Demócrito y la primera visión atomista de la materia Ya en el siglo III a.C. se pensó en una materia constituida por unas partículas fundamentales, indivisibles: los átomos. Toda propiedad de la materia perceptible por nuestros sentidos no sería otra cosa que el resultado de los movimientos de los átomos. Habrá que esperar hasta los comienzos del siglo XIX para demostrar que esa idea tan atrevida y materialista es cierta.

51 Electricidad y magnetismo
3 – MATERIA y ENERGÍA La máquina de vapor : la primera máquina de vapor moderna fue diseñada en por James Watt ( ). Átomos En 1803, John Dalton: vuelve la teoría atomista para explicar el comportamiento químico de las sustancias. En 1811, Amadeo Avogadro: de las leyes de los gases, las pruebas de la naturaleza atómica de la materia. En 1833, Michael Faraday: los átomos contienen cargas eléctricas. Sin embargo, habrá que esperar hasta los comienzos del siglo XX para conocer la estructura de los átomos. Electricidad y magnetismo En 1820, Oersted y Ampère: descubren y empiezan a estudiar el efecto magnético de las corrientes eléctricas. En 1864, James Clerk Maxwell: ecuaciones del electromagnetismo  la luz es una onda electromagnética. En 1879, Edison: inventa la bombilla eléctrica. En 1882: las primeras centrales eléctricas en Londres y New York.

52 La revolución industrial (a partir del comienzo del siglo XIX)
3 – MATERIA y ENERGÍA La revolución industrial (a partir del comienzo del siglo XIX) En 1856 : empieza la fabricación de acero. El oro negro En 1859, Edwin Drake : primera extracción de petróleo en Pennsylvania. En 1897, Rudolf Diesel : el primer motor diesel. En 1909: empieza la producción masiva del primer plástico, la baquelita. Radiación y materia En 1886, Heirich Hertz: descubre las ondas de radio. En 1895, Roentgen: descubrimiento de los rayos X; Bequerel: descubrimiento de la radioactividad. En 1897, Thompson: descubrimiento del electrón. En 1900, Max Plank: propone la idea de los cuantos de energía y halla la ley de emisión térmica; Es el comienzo de la mecánica cuántica. En 1905, Albert Einstein: descubre el efecto fotoeléctrico. En 1911, Rutherford: descubre que los átomos están mayoritariamente vacíos.

53 Energía Nuclear El código de la vida
3 – MATERIA y ENERGÍA Energía Nuclear En 1938, Bethe: propone la fusión nuclear como fuente de energía de las estrellas. En 1939: se descubre la fisión nuclear. En 1942: el primer reactor nuclear. 6, 9 de Agosto 1945: bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki. En 1952: la primera bomba de Hidrógeno. En 1956: la primer central nuclear de electricidad, en Inglaterra. El código de la vida En 1943: se demuestra que el ADN es el portador de la información genética. En , Watson y Crick: descubren la estructura y el comportamiento del ADN; Es el comienzo de la biología molecular moderna y de la ingeniería genética.

54 E = mc 2 El espacio, el tiempo, la materia y la energía son relativos,
Los axiomas de la física hasta los comienzos del siglo XX: El espacio, el tiempo, la materia y la energía tienen diferente naturaleza y, como cantidades físicas susceptibles de medición, son absolutas es decir, independientes del sistema de referencia Albert Eistein (1879 – 1955) Sus teorías marcan el el nacimiento de la física moderna y de lo que ha sido (hasta la fecha) la última gran revolución científica El espacio, el tiempo, la materia y la energía son relativos, es decir, que dependen del sistema de referencia respecto al cual efectuamos la medición E = mc 2 La materia es energía condensada según un factor = al cuadrado de la velocidad de la luz

55 4- LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD
Dos horas al lado de una chica hermosa parecen dos minutos, dos minutos sentados en una estufa hirviendo, parecen dos horas ...ésta es la relatividad! Lo relativo de la Realidad El hecho : las señales se propagan con velocidad finita La consecuencia : el espacio y el tiempo, como magnitudes físicas mesurables, NO son absolutos El objetivo : encontrar una ley que elimine la aparente contradicción entre datos tomados en sistemas de referencia diferentes Los postulados fundamentales : - Existe una velocidad límite de propagación de las interacciones, que es la velocidad de la luz en el vacío; - Las leyes físicas son iguales para cualquier observador inercial

56 ¿Son nuestros trenes lo bastante rápidos para apreciar este efecto?
4- LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD Simultaneidad ¿Son nuestros trenes lo bastante rápidos para apreciar este efecto? El observador en movimiento recibirá primero la señal emitida enfrente El observador en Tierra recibirá las señales simultáneamente

57 z’=z y’=y x’=x - vt z’=z y’=y x’=(x - vt) Δx’=Δx / Δt’=Δt x v
4- LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD Dilatación temporal y contracción espacial Galileo Lorentz Einstein z’=z y’=y x’=x - vt z’=z y’=y x’=(x - vt) Δx’=Δx / Δt’=Δt x Las distancias se contraen y el tiempo se dilata en el sistema en movimiento z z’ ¿Pero en movimiento respecto a qué? v Estamos considerando el movimiento de O’ respecto a O con velocidad v Si consideráramos el movimiento de O respecto a O’ con velocidad v O O’ x x’ Observaríamos contracción espacial y dilatación temporal en O en lugar de en O’ y y ’

58 La verdad y el engaño de la fórmula de la juventud eterna
4- LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD La verdad y el engaño de la fórmula de la juventud eterna Paradoja de los gemelos En la nave, el tiempo transcurre más lento... ...desde el punto de vista del gemelo en Tierra... ¿Qué pasa al volver a Tierra? Los gemelos deberían tener la misma edad pues del punto de vista del de la nave, el tiempo ha transcurrido más lento en la Tierra ... Ninguno de los dos sistemas puede ser considerado privilegiado Lo mismo si fueran en 2 cohetes en direcciones opuestas... ¡El gemelo de la nave es más joven! Prueba experimental : retraso de 10 – s en vuelo a la Península a 900 km/h ¡Hay que tener en cuenta las ACELERACIONES! Ni la Tierra ni la nave son sistema inerciales...

59 Teoría de la Relatividad General
4- LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD Queda una cuestión de peso por resolver: Teoría de la Relatividad General La Relatividad Especial permite describir sistemas acelerados pues estos siempre pueden ser considerados instantáneamente inerciales. En la realidad, ningún sistema es perfectamente inercial, sino que siempre está sometido a algún tipo de aceleración, principalmente la gravitatoria que es la interacción que domina el Universo a gran escala. La materia es una forma de energía y su distribución determina la geometría del Espacio-Tiempo. Para que no haya sistemas privilegiados, se necesita curvar el Espacio-Tiempo.

60 Espejismos cósmicos: Lentes gravitatorias
4- LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD Teoría de la Relatividad General Espejismos cósmicos: Lentes gravitatorias La imagen de una galaxia lejana aparece reproducida y distorsionada. Esto de debe a que un campo gravitatorio es capaz de desviar la radiación. Así, la luz procedente del objeto puede ser desviada por una concentración de masa (como, por ejemplo, un cúmulo de galaxias), que se encuentre en su recorrido. El número de imágenes reproducidas y la forma de las mismas dependen de la geometría de la masa que se interpone entre el objeto lejano y nosotros. De esta forma, el estudio de las lentes gravitatorias nos proporciona una información importante sobre la distribución de materia, especialmente cuando ésta no emite ningún tipo de radiación, como es el caso de la materia oscura (DM). Evidencias experimentales: Imágenes múltiples de galaxias lejanas Desplazamiento de la posición de una estrella durante un eclipse de Sol

61 Teoría de la Relatividad General
4- LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD Teoría de la Relatividad General Espejismos cósmicos Cruz de Einstein

62 ODISEA EN EL ESPACIO - TIEMPO FIN