CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO Nuestro lugar en el universo

Nuestro lugar en el universo

Nuestro lugar entre los seres vivos Árbol filogenético Nuestro lugar entre los seres vivos

Nuestra aparición en el tiempo Edad del universo: 14.000 millones de años Edad de la Tierra: 4.500 millones de años Aparición ser humano: 2 millones de años

Nuestro conocimiento del universo Antecedentes: Aristóteles y la perspectiva antropocéntrica La Tierra está en el centro y cada astro se encuentra en una esfera concéntrica a ella que gira a su alrededor. 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.

Breve recorrido histórico, ahora en video:

Lo que conocemos 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.

Posición del Sistema Solar en nuestra galaxia, la Vía Láctea

La teoría del Big Bang en video

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 (200 ma después del Big Bang) Formación de elementos más pesados por liberación de las estrellas al fin de su vida.

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). Una estrella de masa media como el Sol, tiene una existencia de unos 100.000 millones de años (el Sol se encuentra en la mitad de su vida).

Formación de una estrella y de los elementos químicos

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

LA FORMACIÓN DEL SISTEMA SOLAR: LA TEORÍA PLANETESIMAL NEBULOSA INICIAL. Hace unos 4600 ma una nebulosa giratoria de polvo y gas, cuyas dimensiones eran superiores al sistema solar, comenzó a contraerse. COLAPSO GRAVITATORIO. La contracción o colapso formó una gran masa central y un disco giratorio en torno a ella. 16

LA FORMACIÓN DEL SISTEMA SOLAR: LA TEORÍA PLANETESIMAL FORMACIÓN DEL PROTOSOL. La colisión de las partículas en la masa central liberó gran cantidad de calor. Comenzó la fusión nuclear del hidrogeno, que marcará el nacimiento de una estrella, EL PROTOSOL, en el interior de la nebulosa. 17

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. 18

FORMACIÓN DE PROTOPLANETAS 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

La formación del sistema solar (recopilación): 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: teoría planetesimal

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: cuerpos que orbitan alrededor de una estrella, cuya masa es lo suficientemente grande como para ser esférica y que han despejado su órbita de otros planetesimales. Se clasifican en interiores (Mercurio, Venus, Tierra y Marte, son rocosos) y exteriores (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, son gaseosos y líquidos). 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.

Sistema Solar actual

PLANETAS INTERIORES O TERRESTRES: Tienen superficie rocosa y atmósfera gaseosa poco densa. Son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. EXTERIORES O GIGANTES: Son gaseosos y líquidos. Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. PLANETAS ENANOS: No han barrido su órbita. Ceres, Plutón, Eris.

SATÉLITES Giran alrededor de los planetas. Mercurio y Venus no tienen satélites. Marte tiene dos, Fobos y Deimos. Júpiter tiene 63 y Saturno 60. La Luna es el satélite del planeta Tierra.

CUERPOS MENORES Según la UAI (Unión Astronómica Internacional) existen: Asteroides : cuerpos rocosos irregulares que giran entre Marte y Júpiter. Troyanos (en la órbita de Júpiter) Centauros (en la órbita de Saturno) Cometas: están formados por hielo y polvo. Orbitan más allá de Neptuno.

Asteroides Cometas

Los números del Sistema Solar

¿A qué velocidades nos movemos por el universo? Tierra alrededor del Sol 30 km/s = 108.000 Km/h Sol alrededor del centro de la Vía Láctea 220 km/s = 792.000 Km/h Vía Láctea hacia el punto Gran Atractor 6000 Km/s = 2.160.000 Km/h

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 (asteroides) que chocaron).

Origen de la Tierra

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.

Formación de la Luna