TEMA 1 ASTRONOMÍA

ÍNDICE NACIMIENTO DE LA ASTRONOMÍA COSMOLOGÍA ESTRUCTURA DEL UNIVERSO -Modelo geocéntrico y heliocéntrico -La expansión del Universo -El Big Bang: la gran explosión -El Universo primitivo ESTRUCTURA DEL UNIVERSO FÍSICA ESTELAR SISTEMA SOLAR LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO

ALGUNAS DEFINICIONES ¿QUÉ ES LA ASTRONOMÍA? ”Ley de las estrellas”Es la ciencia que se ocupa del estudio de los cuerpos celestes, principalmente de las leyes de sus movimientos. ¿QUÉ ES LA ASTROFÍSICA? Parte de la ciencia que estudia las propiedades físicas de los cuerpos celestes. Hoy en día  Astronomía y Astrofísica son términos equivalentes (Página 12)

NACIMIENTO ASTRONOMÍA ¿COMO NACE LA ASTRONOMÍA? Hombre prehistórico Existencia de mitos para explicar la naturaleza Ejemplo Sol Mitología Egipcia Mitología Griega Hace más de 5000 años (Babilonia) Nacimiento Astrología (Página 10) Ra Helios

NACIMIENTO ASTRONOMÍA Astrología”Conjunto de creencias que pretende conocer y predecir el destino de las personas, y con ese conocimiento pronosticar los sucesos futuros” La astrología no es una cienciaNO SE PUEDE PREDECIR EL FUTURO (Página 10)

NACIMIENTO ASTRONOMÍA Gente que se dedica a la astrología

NACIMIENTO ASTRONOMÍA La cultura griega: el nacimiento del pensamiento científico Antigua Grecia  Primera descripción matemática del universo Eratóstenes  Mide el radio de la Tierra Hiparco de Nicea  Primer mapa estelar (Página 11)

COSMOLOGÍA ¿Qué es la cosmología? Modelo geocéntrico Parte de la ciencia que se dedica al estudio de la estructura, origen y desarrollo del Universo Modelo geocéntrico Ptolomeo (100-170 d. C.)Tierra fija en el centro del universo y astros giran a su alrededor. (Páginas 11-12)

COSMOLOGÍA Modelo heliocéntrico Copernico (1473-1543) Sol en el centro del universo. Planetas giran alrededor del Sol en órbitas circulares (Páginas 11-12)

COSMOLOGÍA Cosmología moderna Describe el Universo  Modelos matemáticos Modelos del Universo Universo Estático e Infinito Albert Einstein Universo Dinámico y Finito (Big Bang) George Gamow Dinámico e Infinito Fred Hoyle (Páginas 12-13)

COSMOLOGÍA La expansión del universo Ley de Hubble  V=H0 x D (Páginas 14-15)

COSMOLOGÍA La expansión del universo Ley de Hubble  V=H0 x D ¿Cómo medimos velocidades en el universo? Espectro visible  Conjunto de colores que componen la luz blanca (arco iris) (Páginas 14-15)

COSMOLOGÍA La expansión del universo Ley de Hubble  V=H0 x D ¿Cómo medimos velocidades en el universo? Líneas espectrales Líneas oscuras en los espectros  huellas dactilares elementos (Páginas 14-15)

COSMOLOGÍA La expansión del universo Ley de Hubble  V=H0 x D ¿Cómo medimos velocidades en el universo? Efecto Doppler Variación de la longitud de onda  Desplazamiento relativo Longitud de onda = Color (Páginas 14-15)

COSMOLOGÍA La expansión del universo Ley de Hubble  V=H0 x D ¿Cómo medimos distancias en el universo? Estrellas variables cefeidas Periodo de variación proporcional al brillo (Páginas 14-15)

COSMOLOGÍA La expansión del universo Ley de Hubble  V=H0 x D ¿Cómo medimos distancias en el universo? Estrellas variables cefeidas Periodo de variación proporcional al brillo (Páginas 14-15)

COSMOLOGÍA Ley de Hubble  El Universo se expande Pero, ¿Qué es lo que se expande? (Páginas 14-15)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión El amanecer del tiempo El universo se originó hace 13700 millones de años  Big Bang (Páginas 16)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Eras del universo Aparece la materia 1. Era de Planck t=[0s,10-43 s] 2. Era de la gran unificación t=[10-43s, 10-35s] 3. Era de la inflación t=[10-35s, 10-32s] 4. Era de los quarks t=[10-32s, 10-12s] 5. Era hadrónica t=[10-12 s,10-3 s] 6. Era leptónica t=[10-3s, 1s] 7. Era de la nucleosíntesis t=[1s, 3x105 años] 8. Era de los átomos y la radiación t=[3x105 años, 3x106 años] 9. Era de las galaxias t=[3x106 años,presente] (Páginas 16-17)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de Planck (t=[0s,10-43 s]) Inicialmente  Temperatura y densidad altísimas  Singularidad Física  ¡no puede describir este periodo!¿Teoría de cuerdas? Fig. pag. 16 (Páginas 18)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de la gran unificación (t=[10-43 s, 10-35 s]) Fuerza de la gravedad se separa de las tres restantes Fig. pag. 16 (Páginas 18)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de la inflación(t=[10-35 s, 10-32 s]) En un instante minúsculo de tiempo  universo incremento su tamaño espectacularmente  1050 veces (Páginas 18)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de la inflación(t=[10-35 s, 10-32 s]) Expansión desmesurada  unas regiones crecen más rápido que otras Aparición de irregularidades temperatura y densidad  “arrugas” Irregularidades  germen de las futuras galáxias (Páginas 18-19)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de los quarks (t=[10-32 s, 10-12 s]) Radiación  Se transforma espontáneamente en materia Asimetría  materia, antimateria Inicialmente  materia primordial = Quarks, Leptones Quarks, Leptones  constituyentes fundamentales de la materia  partículas más pequeñas (Páginas 19)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de los quarks (t=[10-32 s, 10-12 s]) Quarks 6 tipos  se combinan  protones y neutrones Leptones  6 tipos  electrones, neutrinos, etc Fig. pág. 18 (Páginas 19)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era hadrónica (t=[10-12 s, 10-3 s]) Temperatura baja lo suficiente  fuerza nuclear fuerte  Protones y neutrones (partículas hadrónicas) Era leptónica (t=[10-3 s, 1 s]) Se forman nuevas partículas  electrones (leptones) (Páginas 21)

H He Li COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de la nucleosíntesis (t=[1 s, 300000 años]) Temperatura baja lo suficiente  protones y neutrones se unen Se forman los primeros átomos  H, He y Li  proporción primordial 24 % 1 % 75 % H He Li (Páginas 21)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de los átomos y la radiación(t=[300000 años, 106 años]) El universo se hace transparente  radiación escapa sin obstáculos Temperatura baja  2700 ºC Se forma la radiación cósmica de fondo  gas de fotones (Página 21)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de las galaxias(t=[106 años, presente]) Se forman galaxias a partir  nebulosas primordiales  H, He, Li Galaxias  se forman por inestabilidad gravitatoria (Página 22)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de las galaxias(t=[106 años, presente]) Composición del universo (Página 22)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de las galaxias(t=[106 años, presente]) ¿Qué es la Energía oscura? (Página 22)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de las galaxias(t=[106 años, presente]) ¿Qué es la Energía oscura? Energía oscura  produce fuerza de repulsión Actúa en contra de la gravedad  produce la expansión del universo ¡Los científicos no tienen claro que es! ¡La energía oscura es el componente mayoritario del universo! (Página 22)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de las galaxias(t=[106 años, presente]) Materia oscura Materia de naturaleza desconocida que no emite ni refleja luz suficiente radiación para ser observada  Se observa por métodos indirectos Materia observable  4 % Materia oscura  22 % Curva de rotación en galaxias Curva esperada Curva observada (Página 23)

Big Chill  Gran enfriamiento Big Crunch  Gran contracción COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Era de las galaxias(t=[106 años, presente]) El futuro del Universo Big Chill  Gran enfriamiento Big Crunch  Gran contracción Big Rip  Gran desgarramiento Evolución del Universo Big Chill Big crunch Big Rip (Página 23)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Herramientas para observar el origen del universo Telescopios  Observamos el pasado del Universo (Página 20)

COSMOLOGÍA El big bang: la gran explosión Herramientas para observar el origen del universo Aceleradores de partículas  simulan instantes iniciales (Página 20)

Evidencias observacionales a favor  Big Bang: COSMOLOGÍA En resumen … Evidencias observacionales a favor  Big Bang: Ley de Hubble  desplazamiento al rojo de las galaxias 2. La detección de la radiación cósmica de fondo 3. Proporción de elementos ligeros (H, He, Li) en el Universo (Página 37)

ESTRUCTURA DEL UNIVERSO Universo  Aspecto esponjoso Galaxias  se disponen en filamentos  engarzadas a esqueleto cósmico (materia oscura) (Páginas 24-25)

ESTRUCTURA DEL UNIVERSO FILAMENTOS DE GALAXIAS (Páginas 24-25)

ESTRUCTURA DEL UNIVERSO RACIMOS DE GALAXIAS (Páginas 24-25)

ESTRUCTURA DEL UNIVERSO EL GRUPO LOCAL (Páginas 24-25)

ESTRUCTURA DEL UNIVERSO El big bang: la gran explosión (Páginas 24-25)

ESTRUCTURA DEL UNIVERSO LAS GALAXIAS (COMPONENTES) Componentes Polvo cósmico Nebulosas Estrellas (Páginas 24-25)

ESTRUCTURA DEL UNIVERSO LAS GALAXIAS (MORFOLOGÍA) (Páginas 24-25)

ESTRUCTURA DEL UNIVERSO LA VIA LACTEA (Páginas 24-25)

ESTRUCTURA DEL UNIVERSO LA VIA LACTEA (ESTRUCTURA) (Páginas 24-25)

FÍSICA ESTELAR LAS ESTRELLAS: FÁBRICAS DE ELEMENTOS QUÍMICOS Caldo primordial  Nucleosíntesis  H, He, Li ¿Resto de elementos químicos?  Producidos en el interior de las estrellas FUSIÓN TERMONUCLEAR Núcleo  Alta temperatura y densidad  Reacciones de Fusión (Página 26)

FÍSICA ESTELAR NACIMIENTO DE ESTRELLAS Nacen en las nebulosas Nebulosa  Nube gaseosa  H, He, otros elementos (Página 26)

FÍSICA ESTELAR NACIMIENTO DE ESTRELLAS Nacimiento en nebulosas  Inestabilidad gravitatoria  protoestrellas (Página 26)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN ESTELAR Depende de la masa de la estrella (Página 26)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS TIPO SOLAR Nacimiento Gigante roja Nebulosa Planetaria Enana Blanca Enana Negra (Página 27)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS TIPO SOLAR (Página 27)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS TIPO SOLAR Gigante Roja Radio  equilibrio fuerza gravitatoria y presión de radiación Se consume todo el H del interior  perdida de masa  aumento del radio (Página 27)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS TIPO SOLAR Nebulosa planetaria Temperatura aumenta  Fusión del He en C Estrella  inestable  Desprende sus capas externas  nebulosa planetaria (Página 27)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS DE TIPO SOLAR Enana Blanca, Enana Negra Enana blanca  núcleo desnudo de la antigua gigante roja  alta densidad Enana negra  se agota la fusión del He  no emite luz  negra (Página 27)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS DE TIPO SOLAR (Página 27)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS ESTRELLA GIGANTE AZUL SUPERGIGANTE AZUL SUPERNOVA ESTRELLA DE NEUTRONES O AGUJERO NEGRO (Página 28)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS Estrellas gigantes o azules Consume mucho más H  emite mucha más energía  color azul (Página 28)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS Supergigante roja Se consume todo el H Supergigante roja Produce  He, C, O, Ne, Mg, Si, Fe  en diferentes capas (Página 28)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS Supernovas Se agotan las fuentes de fusión  implosión  explosión Ondas de choque  producen elementos pesados Enriquecen el medio interestelar con elementos pesados  sistema solar (Página 29)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS Supernovas (Página 29)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS Estrella de neutrones Densidad altísima electrones y protones se recombinan  neutrones (Página 28)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS Agujeros negros Caso extremo  Región del espacio de altísima densidad Poderosa atracción gravitatoria  Incluso la luz no puede escapar Leyes de la Física  no se pueden aplicar Centro de la galaxia  agujero negro supermasivo (Página 28)

FÍSICA ESTELAR EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS Agujeros negros Agujeros de gusano  atajo en el espacio-tiempo

SISTEMA SOLAR FORMACIÓN Teoría de la acreción Supernova  compactación de nebulosa Centro del disco  compactación Sol Unión de partículas de polvo  Planetesimales Planetesimales dominantes  Planetas (Página 30)

SISTEMA SOLAR FORMACIÓN (Página 30)

SISTEMA SOLAR PLANETAS Orbitan alrededor del Sol INTERIORES pequeños y rocosos EXTERIORES  grandes y gaseosos (Página 31)

SISTEMA SOLAR PLANETAS ENANOS Objetos Transneptunianos (TNO) Plutón Ceres (Página 31)

SISTEMA SOLAR PLANETAS ENANOS Objetos Transneptunianos (TNO) Definición de planeta enano: Está en órbita alrededor del Sol Tiene suficiente masa para que su propia gravedad haya superado la fuerza de cuerpo rígido, de manera que adquiera un equilibrio hidrostático (forma casi esférica). No es un satélite de un planeta u otro cuerpo no estelar. No ha limpiado la vecindad de su órbita (Página 31)

SISTEMA SOLAR CUERPOS MENORES DEL SISTEMA SOLAR Asteroides Cometas Localización  Cinturón de asteroides, Cinturón de Kuiper y Nube de Oort (Páginas 32-33)

SISTEMA SOLAR CUERPOS MENORES DEL SISTEMA SOLAR Cinturón de Asteroides  situado entre Marte y Júpiter Posibles fragmentos de un planeta (Página 32-33)

SISTEMA SOLAR CUERPOS MENORES DEL SISTEMA SOLAR Cinturón de Kuiper situado más allá de la órbita de Plutón Segundo cinturón de asteroides (Página 32-33)

SISTEMA SOLAR CUERPOS MENORES DEL SISTEMA SOLAR Nube de Oort situado en los confines del sistema solar Restos de polvo y moléculas  primitiva nebulosa del Sistema Solar Lugar donde se forman los cometas (Página 32-33)

LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO LOS VIAJES ESPACIALES Transbordadores y cohetes (Páginas 34-35)

LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO LOS VIAJES ESPACIALES Sondas espaciales  exploración del sistema solar (Página 36)

LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO LOS VIAJES ESPACIALES Sondas espaciales  exploración del sistema solar (Página 36)

LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO ESTACIONES ESPACIALES Investigaciones y experimentos MIR ESTACIÓN INTERNACIONAL (Página 36)

LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO SATÉLITES ARTIFICIALES Diferentes usos comunicaciones, científicos, militares … (Página 37)