Origen y evolución del Universo Colegio San Leonardo Departamento de Física Origen y evolución del Universo

Observación con instrumentos

Observación a ojo desnudo

ORIGEN DEL UNIVERSO LA TEORÍA DEL BIG BANG Entre 12.000 y 15.000 millones de años atrás, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, la cual explotó, generando la expansión de la materia en todas direcciones. Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, produciendo la formación de las primeras estrellas y galaxias.

LAS ESTRELLAS Son enormes esferas de gas, principalmente de hidrógeno y helio, a muy alta temperatura y presión que se mantienen en perfecto equilibrio y cohesionadas gracias a la gravedad.

LAS GALAXIAS Una galaxia es un grupo de estrellas, gases y polvo estelar, que se mantiene unido por efecto de la gravedad. Cada galaxia puede estar formada por centenares de miles de millones de estrellas y otros astros.

TIPOS DE GALAXIAS Galaxias Elípticas: Presentan la misma apariencia que un núcleo sin disco, con una luminosidad aparentemente uniforme. Carecen de gas y polvo y están formadas por estrellas viejas, amarillas y de baja metalicidad. Galaxias Espirales: Presentan un núcleo o bulbo formado por estrellas viejas, amarillentas-anaranjadas, y de bajo contenido metálico, y un disco con gran cantidad de gas y polvo interestelar, lo que indica formación de estrellas jóvenes, azuladas y muy metálicas.

TIPOS DE GALAXIAS Lenticulares: Presentan la apariencia de un núcleo con un disco, pero sin brazos espirales. Están formadas por estrellas viejas, poco metálicas, y sin gas o polvo interestelar. Galaxias Irregulares: Son galaxias que no presentan simetría de ningún tipo, no aparece definido un núcleo ni un disco. Los ejemplos más notables son las dos galaxias satélites de nuestra Vía Láctea: las Nubes de Magallanes.

LA VELOCIDAD DE LA LUZ La velocidad de la luz es de 300.000 (km/s). A esta velocidad: Se da la vuelta entera a la tierra en 0,02 (s). Se viaja a la luna en 1,3(s). Se llega al Sol en 8,3 (min). Se llega a la estrella más cercana en 4,2 (años). Un año luz se denomina la distancia que recorre la luz en un año, es decir, 1 año luz = 9,46 millones de millones de kilómetros (9,46· 1012 km).

LA VÍA LÁCTEA Es nuestra galaxia. Los romanos la llamaron "Camino de Leche". Es grande, espiral y puede tener unos 100.000 millones de estrellas, entre ellas, el Sol.

LA VÍA LÁCTEA Tipo de Galaxia: espiral. Cantidad de brazos: 2 centrales con ramificaciones Luminosidad: 14.000 millones de luminosidades solares. Masa total: 1 millón de millones de masas solares Diámetro: 100.000 años luz. Espesor del disco: 2.000 años luz. Espesor del bulto central: 6.000 años luz. Las estrellas del núcleo están más agrupadas que las de los brazos. A su alrededor hay una nube de hidrógeno, algunas estrellas y cúmulos estelares.

EL SISTEMA SOLAR Está ubicado en uno de los brazos de la espiral de la vía láctea, a unos 30.000 años luz del centro y unos 20.000 del extremo. Cada 225 millones de años el Sistema Solar completa un giro alrededor del centro de la galaxia. Se mueve a unos 270 (km) por segundo.

ORIGEN DE LA TIERRA

MODELOS DEL SISTEMA SOLAR GEOCÉNTRICO: La Tierra está inmóvil en el centro del universo y todos los astros giran en torno a ella. HELIOCÉNTRICO: Todos los planetas giran en torno al Sol.

LOS PLANETAS SISTEMA SOLAR El sistema solar está formado por una estrella central, el sol, los cuerpos que la acompañan y el espacio que queda entre ellos. Existen ocho planetas en el sistema solar Aquí se presentan numerados según su cercanía al Sol 1. Mercurio 2. Venus 3. Tierra 4. Marte 5. Júpiter 6. Saturno 7. Urano 8. Neptuno El modelo del sistema solar es heliocéntrico, es decir, todos los planetas giran en torno al Sol.

Fundadores de la Astronomía

Aristóteles de Estagira(384-322a.C.) Los cuerpos celestes se mueven por esferas sólidas.(explicó ciertas desaveniencias de la teoría de Eudoxio). Agregó 22 esferas,(esferas desenrrollantes). Tierra centro del Universo.

Eratóstenes de Cyrene(284-192a.C.) Director de la Gran Biblioteca de Alejandría. Midió el tamaño de la Tierra.

Aristarco de Samos(310-230a.C.) Llamado el Copérnico de la antiguedad. La Tierra gira en torno a su eje en 24 horas y en torno al Sol en un año.*

Claudio Ptolomeo Su teoría es geocéntrica: Todos los planetas se mueven en epiciclos. Cada epiciclo se mueve alrededor de un deferente. Los espiciclos de Mercurio y Venus se movían solidarios con el Sol; los demás podían moverse libremente. 30,5

Fundadores de la Astronomía Moderna

Nicolás Copérnico(1473-1543) Formuló un modelo de Sistema Solar Heliocéntrico. La Tierra es uno mas de seis planetas que giran en torno al Sol. Determinó las distancias de los planetas al Sol. Dedució que si el planeta esta mas cerca al Sol, mayor es su velocidad orbital (desechó los epiciclos).

Sistemas Solares Sistema geocéntrico Sistema heliocéntrico

Tycho Brahe(1546-1601) Hizo observaciones de una supernova(1572) y de un cometa(1577). Hizo las mejores medidas de posición de estrellas hasta ese momento con errores menores que 1 minuto de arco. Registró la posición del planeta Marte. En 1600 contrata a un joven para que analizara los datos de 20 años de mediciones de planetas (Johanes Kepler).

Johannes Kepler(1571-1630) Trabajó sobre la base de los registros hechos por Brahe. Formuló sus tres leyes acerca de cómo eran los movimientos de los planetas alrededor del Sol(elíptica).

LEYES DE KEPLER 1ª LEY: Todos los planetas se mueven en órbitas elípticas, con el Sol en uno de sus focos.

LEYES DE KEPLER 2ª LEY: El vector posición de cualquier planeta respecto del Sol, barre áreas iguales de la elipse en tiempos iguales.

LEYES DE KEPLER 3ª LEY: El cuadrado del período (T) de revolución de cada planeta es proporcional al cubo de la distancia media (R) del planeta al Sol. Siendo k una constante, la misma para todos los planetas. = k R3 T2

Las tres leyes de Kepler

Galileo Galilei(1564-1642) Realizó observaciones con un pequeño telescopio hecho por él mismo(confirma heliocentrismo). Descubrió las manchas solares. Observó que Júpiter tiene lunas. Observó que Venus presenta fases como la Luna.

Isaac Newton(1643-1727) Descubrió que, el movimiento de los cuerpos puede describirse por tres leyes. Formuló la Ley de la Gravitación Universal. Estas leyes marcan el inicio de la Astronomía como ciencia.

LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL La ley de gravitación universal establece que todos los cuerpos interactúan entre sí. 2 1 r M G F × =

Fin