Concepciones del UniversoModelo geocéntrico: Ptolomeo (S II)

Apoyado por la Iglesia. La Tierra es el centro del

Universo; la Luna , el Sol y los planetas giran alrededor en órbitas circulares.

Los planetas describen epiciclos o bucles de retroceso.

Las estrellas están fijas en la bóveda celeste.

Concepciones del UniversoModelo geocéntrico: Tycho Brahe (1546-1601)

La Tierra es el centro del Universo.

El Sol gira alrededor de la Tierra, y los planetas giran alrededor del Sol.

Explica los bucles de retroceso.

Concepciones del UniversoModelo heliocéntrico: N. Copérnico (1473-1543)

El Sol es el centro del Universo.

Los planetas describen órbitas circulares.

Las estrellas están fijas en la bóveda celeste.

Bucles de retroceso

Como la Tierra posee una órbita más interna, en alguna ocasión “adelantará” a otro planeta más lejano, lo que parece una “vuelta atrás”.

Concepciones del UniversoModelo heliocéntrico: Galileo Galilei (1564-1642)

Inventa el telescopio. Descubre los satélites de

Júpiter: hay más movimientos circulares en el universo.

Observa las manchas solares y deduce la rotación solar.

Confirma el modelo heliocéntrico.

Concepciones del UniversoJohannes Kepler (1571-1630). Leyes de Kepler

Los planetas describen órbita elípticas (muy poco excéntricas), no circulares (una elipse no tiene “centro”)

Los radios vectores barren áreas iguales en tiempos iguales. Velocidad areolar constante = velocidad lineal variable.

Los planetas más alejados tardan más tiempo en describir una órbita completa, y orbitan a menor velocidad. El periodo de revolución depende de la distancia al Sol.

Concepciones del UniversoIsaac Newton (1642-1727) Ley de la gravitación

universal G = constante de

gravitación universal (6,67x10-11 N.m/kg2).

“Todos los cuerpos se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa”. Esto explica la esfericidad de los planetas.

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dmmGF

Albert Einstein (1879-1955)Teoría de la relatividad

c2 = velocidad de la luz al cuadrado. Es la máxima velocidad posible en el Universo, independiente del movimiento de la fuente.

Establece la equivalencia entre la masa y la energía. La masa aumenta con la velocidad. Esta teoría ha unido los conceptos de espacio y tiempo en un único espacio-tiempo dinámico, y es afectado por lo que sucede en el Universo (si un cuerpo se mueve o si actúa una fuerza, el espacio-tiempo se modifica, y viceversa).

2mcE

Albert Einstein (1879-1955)y la religión

"La palabra Dios, para mí, no es más que la expresión y el producto de las debilidades humanas, y la Biblia una colección de leyendas dignas pero primitivas que son bastante infantiles. Ninguna interpretación, por sutil que sea, puede cambiar eso (para mí). Tales interpretaciones sutiles son muy variadas en naturaleza, y no tienen prácticamente nada que ver con el texto original. Para mí, la religión judía, como todas las demás religiones, es una encarnación de las supersticiones más infantiles. Y el pueblo judío, al que me alegro de pertenecer y con cuya mentalidad tengo una profunda afinidad, no tiene ninguna cualidad diferente, para mí, a las de los demás pueblos."

Albert Einstein (fragmento de una carta)

Edwin Hubble (1889-1953)Expansión del Universo

Las galaxias se separan entre sí a gran velocidad.

Implica un origen del Universo (Big Bang).

Efecto Doppler

Teoría del Big Bang

Inicio del Universo, hace unos 15x109 años.

Toda la energía concentrada en un punto.

Tras la “explosión” se forman partículas subatómicas.

Su interacción forma núcleos atómicos y, más tarde, átomos de hidrógeno y helio.

Posible finales del Universo

Dependen de la densidad del Universo. Si es mayor que cierto valor crítico, la atracción gravitatoria

terminará frenando la expansión, haciendo que el Universo se contraiga de nuevo. Big Crunch.

Si es menor que ese valor crítico, no habrá colapso y la expansión continuará indefinidamente. La materia no podrá “sujetar” sus componentes. Big Rip.

Si es igual al valor crítico, la expansión es continua pero cada vez más lenta. Universo plano.

Formación de una estrella Igual que el Universo, están

formadas principalmente por H y He (mucho H y muy poco He).

Emiten radiación porque su masa es tan grande que la atracción gravitatoria comprime los átomos de hidrógeno de la parte central de la estrella. Si la fuerza es suficientemente grande, se produce un proceso llamado "reacción nuclear de fusión”, por la que una serie de átomos de hidrógeno chocan con tanta fuerza que se transforman en un átomo de helio. En esta transformación, una pequeña cantidad de materia (0,028 u.m.a.) se transforma en energía, que parte de la estrella en forma de radiación (por eso la vemos), y que se opone a la fuerza de atracción, haciendo que la estrella permanezca estable, en equilibrio.

Evolución de las estrellas

El equilibrio en la estrella continúa mientras exista hidrógeno en cantidad suficiente; si éste disminuye, se rompe el equilibrio y aumenta la presión gravitatoria. La presión puede hacer que el Helio formado se fusione entre sí y con el H para formar nuevos elementos cada vez más complejos, como Carbono o Hierro.

La temperatura de la superficie determina su color. 7 tipos, de mayor a menor temperatura y edad:

Muerte de las estrellas

Si su masa es menor a 1,4 veces la del Sol: enana blanca, y luego se apaga (enana negra).

Si es mayor de 1,4 veces la masa del sol, sufre un colapso seguido de una explosión: es una supernova.

Si su masa está entre 1,4 y 3 veces la del sol, los restos de la supernova forman una estrella de neutrones o pulsar.

Si es mayor de 3 veces la masa solar, se convierte en un agujero negro.

Hipótesis nebular Kant y Laplace, 1796 El Sistema Solar se formó hace 5x 109

años (100.000 millones de años después del origen del Universo).

La nebulosa se encontraba en contracción gravitatoria, al mismo tiempo que giraba sobre sí misma.

La nebulosa va tomando la forma de un disco, con una masa central que dará lugar al Sol y un anillo de materia alrededor que dará lugar a los planetas.

Al continuar la contracción gravitatoria, la masa central aumenta de temperatura hasta alcanzar los quince millones de grados, momento en que comienzan las reacciones nucleares y la radiación que se crea es capaz de oponerse a la atracción gravitatoria, con lo que cesa la contracción y se forma una estrella de dimensiones constantes.

Formación de los planetas

Los planetas se forman a partir del material disperso en el anillo que rodea a la masa central, por un proceso de acreción (adición de materia).

Los granos de polvo y moléculas de gas se atraen y chocan para formar partículas mayores.

El proceso continúa con partículas cada vez mayores, formándose núcleos de condensación que recogen a las partículas más pequeñas y a moléculas de gas.

Formación de los planetas

La radiación solar expulsa los elementos más ligeros hacia zonas externas, donde son recogidos por la atracción gravitatoria de los planetas más externos.

Esto explica la diferente composición de los planetas interiores (rocosos) respecto a los exteriores (gaseosos, sin superficie sólida).

Estructura de la Tierra

Ondas sísmicas: propagación.

0 – 70 km: La velocidad de las ondas P y S es constante. CORTEZA. A 70 km hay un cambio brusco de velocidad de propagación: Discontinuidad de Mohorovicic.

70 – 2900 km: Aumenta progresivamente la velocidad de las ondas P y S. MANTO. Se aprecian dos zonas, cada una con diferente velocidad de transmisión: Manto superior y manto inferior. A 2900 km aparece la discontinuidad de Guttenberg.

2900 – 6370 km: No se propagan las ondas S. NÚCLEO. Hay un cambio de velocidad de propagación de las ondas P a 5100 km: Discuntinuidad de Lehmann-Wiechert, que separa el núcleo externo, fluido, del núcleo interno, sólido debido al aumento de presión.

Deriva continental.A. Wegener, 1915

Los continentes se desplazan lentamente, en épocas anteriores han estado juntos (Pangea).

Se desconoce la fuerza capaz de arrastrar los continentes.

Expansión del fondo oceánico.Vine y Matthews, 1963

Los fondos oceánicos se expanden a partir de las dorsales, y se destruyen en las fosas oceánicas.

A ambos lados de las dorsales se observan bandas de rocas magmáticas (basaltos) que muestran cambios de polaridad magnética, en una serie simétrica con respecto a la dorsal.

Tectónica de placas

Tectónica de placas

La superficie de la Tierra está fragmentada en grandes fragmentos o placas. Algunas están formadas sólo por litosfera oceánica, y otras tienen sobre ella también litosfera continental, menos densa.

Estas placas están “flotando” sobre un material más denso y en estado plástico, la astenosfera. Esto permite el deslizamiento de las placas sobre ella, debido a las corrientes de convección del manto.

Causas del movimiento:Corrientes de convección

Límites entre placas

Divergentes: Se crea nueva litosfera oceánica. Corresponden a dorsales oceánicas.

En su eje hay una fosa tectónica de hundimiento llamada Rift-Valley.

El valle del Rift africano corresponde a una primera etapa de fragmentación de un continente para formar una futura dorsal

Límites entre placas

Convergentes: Se destruye litosfera oceánica, al sumergirse (subducción) en el manto y fundirse, siguiendo un plano inclinado llamado zona de Benioff, hasta una profundidad de unos 700 km.

Corresponden a fosas oceánicas (litosfera oceánica bajo litosfera continental) y arcos de islas (litosfera oceánica bajo litosfera oceánica).

Puede ocurrir que colisionen los dos continentes de ambas placas, y producir una cordillera intracontinental como el Himalaya (obducción).

Límites entre placas

Transformantes: Se produce deslizamiento lateral entre placas con movimiento en direcciones opuestas.

Corresponde a fallas de transformación o de desgarre.