El Origen del Universo. El sistema Solar. Ana Puerta Olivares Ana Snchez Honrubia Alicia Torres...

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El Origen del Universo. El sistema Solar.

El Origen del Universo. El sistema Solar.Ana Puerta OlivaresAna Snchez HonrubiaAlicia Torres Fernndez

1. Los primeros astrnomos1.1 La cultura Griega: El nacimiento del pensamiento cientficoAristtelesAristarco de SamosEratstenesHiparco de NiceaDespus de Cristo:PtolomeoEdad MediaCoprnicoKeplerGalileoNewton

2. La cosmologa modernaCosmologa: estudia la estructura, origen y desarrollo del Universo.Astronoma: estudia los astros del Universo a partir de la radiacin electromagntica.Astrofsica: aplica las leyes de la fsica para estudiar la naturaleza de los astros y su comportamiento.Modelos matemticos: son ecuaciones que sirven para describir sistemas fsicos.

2.1 Modelo del Universo esttico e infinitoEn el S. XX el modelo cosmolgico era el Universo esttico (eterno e infinito). Einstein con su teora de la relatividad cuyas ecuaciones predecan un modelo de Universo en expansin, pero crea en la inmovilidad de este y aadi la constante cosmolgica. 2.2 Modelo del Universo dinmico y finitoEl Big Bang: Hubble demostr que el Universo est en expansin, por lo que en el pasado debi estar junto y tener un origen.Propone que el Universo es dinmico y finito y se cre a partir de una explosin desde un punto inmaterial infinitamente denso y caliente.Otros cosmlogos como Friedmann, Lematre y Gamow estn de acuerdo con la teora de Hubble.

2.3 Modelo del Universo dinmico e infinito: el estado estacionarioFred Hoyle propuso un modelo alternativo: el estado estacionario.Admite la expansin de Universo, pero infinito en el que se genera energa continuamente de origen desconocido.

3. La expansin del UniversoHubble descubri que las nebulosas lejanas, eran galaxias en verdad. Midi las distancias a la Tierra en varias galaxias y comprob que se alejan unas de otras: el Universo se expande.La v de alejamiento de una galaxia es proporcional a su distancia: v=H0D3.1 Medida de la v de alejamiento de las galaxiasLa luz que llega a la Tierra desde las estrellas contiene una mezcla de colores de distinta longitudes de onda.Se pueden separar mediante un espectroscopio y dan lugar a un espectro.

Cada espectro est formado por 7 colores. Sobre ellos se superponen bandas oscuras de absorcin debido a la presencia de algunos elementos qumicos, que absorben parte de la radiacin.La longitud de onda es una constante caracterstica de cada elemento.Hubble descubri que las bandas de absorcin experimentaban desplazamientos hacia longitudes de onda mayores (hacia el rojo) y ms acusados cuanto ms alejadas estaban las galaxias.El efecto Doppler es el desplazamiento hacia el rojo y significa que las galaxias se alejan unas de otras.

EFECTO DOPPLER3.2 Medida de las distancias a otras galaxiasSe realiza por el mtodo de las cefeidas (un tipo de estrella muy brillante, cuyo brillo oscila rtmicamente describiendo un ciclo regular.El tiempo que dura el ciclo es proporcional al brillo real de la estrella. Podemos calcular la distancia comparando el brillo real de las estrellas con el aparente.

4. El Big Bang: la gran explosin El Universo se expande.El modelo del Big Bang deduce (a partir del ritmo de expansin) que en el instante t=0, hace unos 13.700 millones de aos, toda la materia del Universo, las 4 F primordiales, la energa, el espacio, el tiempo y el vaco, eran una sola cosa en un punto inmaterial infinitamente denso y caliente.4.1 La cuenta atrs: El amanecer del tiempoEn medio de la nada se produjo una explosin, el Big Bang, del cual naci el espacio y amaneci el tiempo y se form el Universo.https://www.youtube.com/watch?v=a9L9-ddwcrEEl Universo no ha dejado de expandirse, empujado por una materia oscura.La energa de la radiacin era tan intensa que se convirti en partculas minsculas de materia (quarks y leptones). El espacio y el tiempo se expandieron, esta materia primordial se enfri primordialmente y gener inmensas nubes de H y He a partir de las cuales se formaron las galaxias. Adems, se form un tipo de materia oscura.

5. Recreacin del Universo primitivoEl universo est formado porPartculas elementales:Quarks, leptones y fotonesCuatro fuerzas que rigen su comportamiento:GravedadFuerza electromagnticaNuclear fuerteNuclear dbilEsto es el resultado del enfriamiento progresivo del Universo, como consecuencia de la expansin espacio-tiempo.5.1 Era de PlanckOcurri hasta los 10-43 seg. Las temperaturas y densidades eran muy altas por lo que:Las 4 fuerzas elementales estaban unidas en una sola.No exista materia como tal, sino en forma de energa.Para explicar esta etapa se cre un modelo estndar que describe las partculas elementales y 3 de las 4 fuerzas (la gravitatoria no).La F. de la gravedad se intenta explicar con la teora cuntica de la gravitacin (sin elaborar) + teoras mas complejas (T. de cuerdas).5.2 Era de la Gran Unificacin Entre los 10-43 seg. y los 10-35 seg. desde el Big Bang. Se separ la fuerza de la gravedad de las 3 restantes que permanecan unidas en la anterior etapa.

5.3 Era de la Inflacin A partir de los 10-35 seg. desde el Big Bang.Se separo la F. Nuclear fuerte de las dos restantes debido al enfriamiento y expansin del Universo.Dio lugar a su progresiva macroexpansin (1050 veces su tamao).Debido a este desmesurado crecimiento se provocaron irregularidades en el cosmos por las diferentes densidades y temperaturas que se dieron y esto dar lugar a las galaxias y a la estructura del Universo. 25

5.4 Era electrodbilEl Universo experiment una cristalizacin que liber fotones (energa).Esto hizo que esta fuente de energa fuera capaz de materializar energa.En un periodo de 10-32 seg. y con una temperatura de unos 1027 K, los fotones formaron quarks y antiquarks (materia).Los quarks colisionaron con los antiquarks para convertirse otra vez en fotones.La continua expansin del universo y la constante disminucin de temperatura impidi la materializacin de los quarks y antiquarks en pares.Esto caus la aniquilacin de partculas y generacin de fotones.Sin embargo, por cada 1000 millones de antiquarks que surjan, surgirn 1000 millones +1 de quarks. Por lo tanto quedaba un quark sin desaparecer.5.5 Era HadrnicaFue a los 10-6 seg. del Big BangDebido al enfriamiento provoc que la F. nuclear fuerte actuase sobre los quarks.Se formaron los NCLEOS de los primeros elementos (con protones y neutrones).5.6 Era Leptnica Fue a los 10-3 seg. del Big Bang.No se formaron ms quarks debido a la T.Los fotones se convirtieron en leptones y antileptones.O sea, que el descendimiento de la T no permitia la materializacion de la energia.Toda la antimateria desaparece y produjo mucha energia rediante.5.7 Era de la NucleosntesisAl segundo del B.B. La T disminuy para permitir la union entre protones y neutrones.Se formaron los nucleos del H, He y Li.5.8 Era de los atomos y de la radiacinPerodo comprendido entre un segundo y 300.000 aos.Se form un plasma, los ncleos de los tomos estn disociados en sus electrones.Se lleg a los frescos 2700C y permiti que la F. electromagntica actuase.Se produjo la asociacin estable entre los ncleos y electrones, formando los primeros tomos.

5.9 Era de las galaxiasDesde un milln de aos a la actualidad.La materia se organiz en tomos y se emezaron a formar las galaxias por un mecanismo de inestabilidad gravitatoria.La F de la gravedad atu sobre las fluctuaciones, haciendo que la materia de la nebulosa primordial se desgajara en forma de filamentos y grumos.La D de materia-energa se distribuye en:Energa oscura: 74% de materia-energaActa como F repulsiva en contra de la gravedad.Materia oscura: 22% de materia-energaActa como una especie de esqueleto csmico en el que se enganchan las galaxias.Futuro Universo:Big Chill (el gran enfriamiento).Big Crunch (la gran contraccin)Big Rip (el gran desgarramiento)

6.Estructuras del Universo: distancias y escalasLas millones de galaxias de Universo tienden a reunirse en cmulos, estos se agrupan en supercmulos, que a su vez, se disponen en filamentos.El Universo tiene aspecto esponjoso y burbujeante donde los racimos de galaxias se disponen como filamentos en las paredes de burbujas, enganchadas en una especie de esqueleto formado por materia oscura.6.1 Las GalaxiasSon enormes acumulaciones de materia en forma de polvo csmico, nebulosas y estrellas (sistemas planetarios). Se mantienen unidos entre s por atracciones gravitatorias que se generan entre sus grandes masas.En las galaxias, el espacio entre las estrellas no est vaco, ya que contiene el medio interestelar formado por una mezcla de gases y polvo csmico.La Va Lctea:Es una galaxia espiral que contiene nebulosas, polvo csmico y millones de estrellas, nos encontramos a unos 30.000 aos luz de su centro.Est formada por:Bulbo o ncleo DiscoHalo

7. Las EstrellasLa naturaleza de los elementos qumicos vara segn el n de protones que tenga. Como los elementos primordiales fueron H, He y Li, se lleg a cuestionar si los dems elementos se han formado a partir de H y He (es posible si T es suficientemente elevada).Cuando en la protoestrella se alcanza la T de unos 10106 C, los ncleos de los istopos de H colisionan y producen el acercamiento de las partculas nucleares, actuando las F nucleares de atraccin, para dar lugar a ncleos de He.

Los nicos puntos donde se alcanzan estas T, son las estrellas. Debemos estudiar los procesos que tienen lugar en el nacimiento, vida y muerte de las estrellas, para conocer cmo y dnde aparecieron los elementos qumicos.7.1 Estrellas y nebulosasLas nebulosas son nubes gaseosas de H, He, elementos qumicos pesados en forma de polvo csmico y cierta cantidad de compuestos orgnicos.Las estrellas son enormes esferas gaseosas de H y He, estos gases estn tan calientes que convierten el interior de las