Las Cuatro Cosmovisiones de la Historia. Marzo, 2013 Profesor: Jos Maza Sancho Descripcin del curso A los largo de la historia el hombre ha forjado visiones del mundo en que vive que le han permitido tener un marco de referencia comn para toda la sociedad. De las muchas cosmovisiones hay cuatro que son las ms grandes de la historia, por su trascendencia, su duracin y la manera como interactuaron con la cultura. La primera de ella fue el mundo geocntrico de Ptolomeo. Plasmado sobre todo el desarrollo cultural del mundo griego, el modelo de Ptolomeo representa la culminacin de seis siglos de desarrollo de la geometra y la visin del mundo fsico. Por quince siglos el modelo tolemaico represent la visin oficial de occidente. Nicols Coprnico desafa el modelo en 1543 proponiendo un mundo heliocntrico. Dicha hiptesis se enriquece gracias a Tycho Brahe, Kepler, Galileo y Newton y terminan estructurando la ciencia moderna. Hacia fines del siglo XVIII el ingls William Herschel estudia la Va Lctea y se da cuenta que vivimos en un Universo mucho ms vasto que el de Coprnico con el Sol como una entre millones de estrellas que pueblan nuestra galaxia. Por ltimo, en pleno siglo XX, Edwin Hubble descubre que el universo es un ocano de galaxias, con la Va Lctea como un mero ejemplar dentro de miles de millones y el Universo en gran escala se encuentra en expansin. Esta cosmovisin de Hubble se vio complementada y enriquecida con las observaciones recientes (1998) que indican que la expansin del Universo se acelera. En el presente curso se pasar revista a estas cuatro grandes cosmovisiones, con nfasis en la situacin actual. Objetivos El objetivo primario del curso es familiarizar al estudiante con los rasgos principales de la astronoma moderna y su evolucin histrica. Dimensiones, escalas, contenido bsico de las galaxias y la manera cmo evolucionan sern presentados en forma simple pero con rigor. Se enfatizar el mtodo cientfico y su desarrollo a partir de Tycho Brahe y Galileo hace cuatrocientos aos. Se har una clara separacin entre lo que es ciencia y lo que son otras formas de reflexin acerca del mundo que nos rodea. La filosofa natural de Newton (el estudio de la fsica y la astronoma) es el ms notable logro del pensamiento humano en los ltimos 4 siglos; en este curso transitaremos por sus orgenes, llegando al conocimiento actual de un universo finito en expansin acelerada.

Contenidos Clase 1: El Universo Geocntrico. Tales de Mileto, Pitgoras, Platn, Aristteles, y los principios bsicos. Aristarco y la distancia a la Luna y al Sol en trminos del radio terrestre. Eratstenes y la medicin del radio de la Tierra. Hiparco y los epiciclos y deferentes. Claudio Ptolomeo y el primer gran modelo cientfico de la historia. La consolidacin de la visin geocntrica de universo. Clase 2: El Universo heliocntrico de Coprnico. Nicols Coprnico y su mundo. El modelo heliocntrico del gran polaco. Tycho Brahe, el prncipe de los observadores pre-telescpicos. Johannes Kepler y los movimientos planetarios. Galileo Galilei y la cada de los cuerpos. Isaac Newton, la gravitacin universal y los principios de la mecnica. Cubriremos desde 1543, ao de la publicacin del libro de Coprnico, hasta 1687, fecha de la publicacin de los Principia de Newton. Este perodo constituye lo que se ha llamado la revolucin cientfica. Clase 3: El Universo galactocntrico de William Herschel. William Herschel y el descubrimiento y estudio de la Va Lctea. Las primeras especulaciones de Thomas Wright e Immanuel Kant acerca de la naturaleza de la Va Lctea. Los estudios posteriores a Herschel realizados por Jacobus Kapteyn y la gran sntesis de Harlow Shapley, al comenzar el siglo XX. Se describir la Va Lctea, tal como se conoce hoy. Clase 4: El nacimiento de la Astrofsica en el siglo XIX. Joseph Fraunhofer, Robert Bunsen, Gustav Kirchhoff y el nacimiento del anlisis espectral. Desde las lneas oscuras del espectro solar hasta las leyes del anlisis espectral publicadas por Kirchhoff en 1859. ngelo Secchi y Edward C. Pickering y la clasificacin de espectros estelares. Radiacin de cuerpo negro y leyes de la radiacin. Max Planck y el nacimiento de la fsica cuntica. Propiedades de estrellas y elementos de evolucin estelar. Clase 5: Cosmologa relativista. Isaac Newton y Richard Bentley y las primeras ideas cosmolgicas. La paradoja de Olbers. Albert Einstein y la Relatividad. La Relatividad General y los primeros modelos cosmolgicos. Los modelos cosmolgicos de Einstein, Wilhem de Sitter, Alexander Friedman y Georges Lematre. Edwin Hubble y el descubrimiento del espacio extragalctico. La clasificacin de las galaxias de Hubble de 1926.

Clase 6: El Universo en Expansin y la Radiacin de Fondo Csmico. Edwin Hubble y el descubrimiento del universo extragalctico (1925). Edwin Hubble y la expansin del Universo (1929). El tomo primitivo de Georges Lematre. George Gamow y su modelo del universo: el Big Bang. El big-bang caliente. La formacin de elementos qumicos en el universo primitivo. Arno Penzias y Robert Wilson: el descubrimiento de la radiacin de microondas de fondo csmico (1964). Nucleosntesis primordial y la formacin de los elementos qumicos en los primeros minutos del Big-Bang. La inflacin. La uniformidad de la radiacin de fondo csmico. COBE y WMAP. Clase 7: El Universo en Expansin Acelerada: la Energa Oscura. Se expandir el Universo para siempre? Se detendr la expansin? En 1998 se descubri que la expansin no se frena, ni mucho ni poco, la expansin se acelera. Existe en el universo en gran escala una fuerza de repulsin, asociada al espacio vaco. Esta fuerza se origina en una energa oscura que domina el presupuesto energtico del Universo. Se discutirn algunas ideas acerca del posible origen de la energa oscura. Metodologa Las clases desarrollarn los temas utilizando una presentacin power-point que mostrar imgenes que complementen la presentacin y la versin electrnica de la clase se facilitar a los alumnos para su estudio ulterior. Evaluacin Se realizar un control final y los alumnos debern preparar un trabajo sobre un tema pre-asignado consistente en 10 pginas de texto (unos 30.000 caracteres). El trabajo deber contener un presentacin del tema, su desarrollo y un anlisis que muestre una clara comprensin del mismo. La nota final ser el promedio de la nota del control y el trabajo, con igual ponderacin [ NF = (C + T)/2 ]. Bibliografa: Hamuy, Mario y Maza, Jos Supernovas. El Explosivo final de una Estrella, Ediciones B, Santiago, 2008. Maza, Jos: Astronoma Contempornea, Ediciones B, Santiago, 2009 Maza, Jos: Apuntes Mara Teresa Ruiz, Hijos de las Estrellas, Ediciones B, Santiago, 2009.