CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO (1) Elaborado por Beatriz Barranco Rey Pastor Curso 2012/2013

Tema 1: Nuestro lugar en el universo Antecedentes: Aristóteles y la perspectiva antropocéntrica La Tierra está en el centro y cada astro se encuentra en una esfera concéntrica a ella. El sistema geocéntrico de Ptolomeo Predice la posición de los astros, los eclipses...suponiendo la Tierra en el centro y al resto de los astros girando en órbitas alrededor. Para ajustar los datos supone que los astros realizan epiciclos, así explica el movimiento retrógrado de los planetas. Aristóteles Ptolomeo

El sistema heliocéntrico de Copérnico El Sol está fijo en el centro del universo y los planetas, incluida la Tierra giran a su alrededor. Para explicar el día y la noche, Copérnico introduce el movimiento de rotación de los planetas. Este modelo predice posiciones de astros y eclipses y explica el movimiento retrógrado de los planetas de manera mucho más sencilla que el de Ptolomeo. La confirmación de Galileo La invención del telescopio permite mejorar las observaciones del movimiento de los astros hechas hasta el momento. Los resultados confirman las hipótesis de Copérnico.

Actualidad: La inmensidad del universo: el Sol tampoco es el centro. El sistema solar gira alrededor del eje de la Vía Láctea, nuestro sistema es solo una pequeñísima parte del universo. El descubrimiento del tiempo profundo: la Tierra tiene unos 4560 millones de años y no 6000 años, de los cuales, prácticamente todos han transcurrido sin la existencia del hombre, es decir, el universo ha funcionado millones de años sin nosotros. La evolución biológica: las especies no siempre han sido como las conocemos, se adaptan dando lugar a nuevas especies.

Conclusiones: ¿El universo y La Tierra se crearon para nosotros? ¿Somos el centro del universo? ¿Somos una especie “singular”? ¿Crees qué es posible que haya otros planetas con especies “singulares”?

El sistema solar actual: El destierro de Plutón Nueva definición de planeta: forma prácticamente esférica y órbita limpia. La órbita de Plutón pasa por el cinturón de Kuiper (asteroides), es decir, no está limpia.

Composición del Sistema Solar: El Sol: estrella alrededor de la que giran planetas, cometas y asteroides. Es una esfera de gas en la que el hidrógeno se fusiona formando helio y liberando mucha energía. Planetas: cumplen la definición completa, se clasifican en interiores (los más próximos al Sol y los más densos-hasta Marte) y exteriores (los más alejados del Sol y los más ligeros). Planetas enanos: tienen forma esférica pero no han barrido su órbita. Los más conocidos son Plutón, Ceres y Eris. Satélites: astros esféricos que giran alrededor de los planetas, el de la Tierra es la Luna. Algunos planetas, como Júpiter, tiene más de 60 satélites. Asteroides: fragmentos de roca irregulares que giran alrededor del Sol. La mayoría se encuentran entre Marte y Júpiter. Cometas: fragmentos de hielo y polvo que giran alrededor del Sol, también llamados “bolas de nieve sucias”. El más conocido es el cometa Halley.

La formación del sistema solar: Teoría planetesimal (la más aceptada actualmente) nebulosa (polvo y gas). colapso gravitatorio (la materia se concentra en un punto). protosol (al alcanzar la temperatura necesaria para que se produzca la fusión, nace el futuro sol, el resto del material gira a su alrededor). planetesimales (alrededor del protosol, los choques van acumulando materia). protoplanetas (los planetesimales crecen y adquieren forma esférica). barrido de la órbita (la gravedad de los protoplanetas acaba por arrastrar todos los fragmentos de material que se encuentra en su camino). Cómo se llegó a ella: estudio de otros sistemas en distintos estadios de formación. Qué explica: giro de los planetas, diferente composición entre planetas internos y externos, forma de las órbitas.

La formación del sistema solar

Preguntas: ¿Quién fue el primero en proponer un sistema heliocéntrico? Para el sistema heliocéntrico de Copérnico el Sol está fijo en el centro del universo y las estrellas lejanas estarían también fijas. Explica por qué no se consideran correctas estas afirmaciones actualmente. ¿Cómo se pueden diferenciar los satélites de Júpiter de los esteroides troyanos?

El nacimiento de la Tierra Formación del protoplaneta terrestre Aumento de temperatura por impactos, permite la movilidad de los distintos materiales. Estratificación por densidades Catástrofe del hierro (la densidad del hierro lo lleva al centro de la tierra). Desgasificación del planeta (la escasa densidad de los gases los lleva a la superficie del planeta, formando la atmósfera). Enfriamiento y formación océanos (el enfriamiento del vapor de agua se condensaría una vez enfriado el planeta, formándose los océanos, aunque se piensa que parte del agua llegó con los fragmentos que chocaron).

El origen de la Luna (teorías) La Luna hermana: la primera idea fue que se formó a la vez que la Tierra. Pruebas en contra: la densidad (es menos densa) y edad (es más joven que la Tierra). La Luna adoptada: después pensaron que se formó a la vez, pero en otro lugar y luego fue atrapada por la fuerza gravitatoria terrestre. Pruebas en contra: la edad. La Luna hija: es la más aceptada, un planetesimal chocaría con la Tierra en formación provocando que parte del material de la Tierra y del planetesimal quedara en órbita. Los fragmentos acabarían formando la luna, que sería menos densa por tener solo materiales superficiales y más joven por haberse formado después.

El resto del universo: Nuestra galaxia: la Vía Láctea. Espiral de 100000 años luz de diámetro en el cúmulo de Virgo (otras son elípticas, esféricas o tienen formas irregulares). Con más de 100000 millones de estrellas. Componentes de las galaxias Estrellas (esferas de gas en las que se produce la fusión nuclear de átomos ligeros para formar otros más pesados liberando energía). Nebulosas (nubes polvo y gas en las que pueden formarse estrellas). Materia oscura (sabemos que está por su atracción gravitatoria, pero no la vemos) y energía oscura (justificaría la aceleración de la expansión del universo). Entre las dos ocuparían el 90% del universo.

Evolución de una estrella: Nebulosa (nube de polvo y gas que por colapso gravitatorio da lugar a una protoestrella). Estrella (en ella los elementos más ligeros se van fusionando y liberando energía, la estrella va creciendo). Gigante roja (se acaba el combustible y la estrella libera los elementos formados pacíficamente o con una gran explosión). Nebulosa planetaria (elementos liberados pacíficamente) -> Queda una enana blanca Supernova (elementos liberados en una explosión) -> Queda una estrella de neutrones o un agujero negro (si la estrella tenía mucha masa). Los agujeros negros se denominan así porque son tan densos que su atracción gravitatoria no permite escapar ni siquiera a la luz.

El origen del universo: Universo en expansión (Hubble observa que las galaxias se separan). La teoría más aceptada es: El Big Bang, la gran explosión Hace unos 13700 millones años: tiempo cero Explosión: inflación (expansión) y aparición de partículas subatómicas y radiación primordial. Síntesis primordial de H y He (primeras fusiones nucleares): la radiación primordial deja radiación de fondo que todavía hoy nos está llegando a la Tierra. Formación primeras galaxias y de las primeras estrellas Formación de elementos más pesados por liberación de las estrellas al fin de su vida.

Preguntas (para entregar): ¿Cómo se decide si una hipótesis se considera teoría? ¿Las teorías aceptadas pueden cambiar? ¿Hay teorías alternativas al Big Bang? ¿Cómo acabará el universo? Busca el diámetro de la Vía Láctea en años luz y pásalo a km y a unidades astronómicas