EL ORIGEN DEL UNIVERSO

Ernesto Martínez Santana

La teoría del Big-Bang

•Dentro de las teorías cosmológicas, la hipótesis del Big-Bang (Gran Explosión) es la que cuenta con mayor respaldo entre los científicos.

Esta teoría considera que el

Universo comenzó hace unos 13.700

millones de años con una explosión

colosal en la que se crearon el

espacio, el tiempo, la energía y la

materia.

http://www.youtube.com/watch?v=D

m4nC5PL6ok

•Los primeros en señalar esta posibilidad fueron el ruso Alexander Friedmann y el belga Georges Lemaître.

•Estos dos hombres consideraron sin conocerse entre ellos que, dado que el universo se expandía, en algún momento de un pasado lejano debió ser muy pequeño y tan denso como fuese posible , al que Lemaître llamó Huevo Cósmico.

•Esta expansión se habría iniciado, dado su enorme densidad y atendiendo las ecuaciones de la relatividad, con una violencia super-explosiva.

•Pero esta teoría, junto a la del Universo estacionario, se debatían sin ninguna prueba satisfactoria que diese mas validez a una que a otra.

•Sería mas tarde, cuando dos norteamericanos, Allan Penzias y Wobert Woodrow, detectaron una radiación de fondo que es considerada hoy en día la prueba concluyente a favor de la teoría del Big-Bang.

¿ De qué esta compuesto el universo?

El universo esta compuesto por: materia oscura, energía oscura y

materia visible.

• La energía oscura constituye un 70% del universo.

• La materia oscura constituye un 25% del universo.

• La materia visible constituye un 5% del universo.

La energía oscura y la materia oscura

La energía oscura ha sido descubierta tan solo hace diez años. Es

una forma de energía que está presente en todo el espacio, la cual

produce una presión que acelera la expansión del universo, esto

quiere decir que los cuerpos que forman el universo se están

alejando cada vez más unos de otros.

Se denomina materia oscura a la hipotética materia que no emite

suficiente radiación electromagnética para que pueda ser detectada

con los medios que existen actualmente, pero cuya existencia se

puede deducir a partir de los efectos gravitacionales que causa en

la materia visible.

En esta imagen podemos observar dos galaxias que chocan debido a

la atracción gravitatoria que hay entre ellas, al hacerlo calientan el

gas que las rodea(color rojo). Sin embargo la materia visible se

encuentra en la zona azul. Este acercamiento de las galaxias

esta provocado por algo que no podemos ver, a esta materia

Invisible que interacciona gravitatoriamente la denominamos

materia oscura.

Materia observable

La materia observable es toda aquella materia que podemos

observar como por ejemplo: las estrellas, las galaxias, los cometas,

asteroides, meteoritos…

Effecto Doppler.

Es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador.

Podemos aplicar el Efecto Doppler a la luz, ya que también se comporta como onda. El problema es que se necesitan velocidades mucho mayores que las que puede alcanzar un coche, en la vida cotidiana no podemos ver ese tipo de variaciones con facilidad.

¿Cuál es la consecuencia de que la luz se desplace en ondas cortas o largas? Varía el color del espectro luminoso. Si la luz se desplaza en forma de ondas cortas, se produce un corrimiento al azul; y si se desplaza en forma de ondas largas, se produce un corrimiento al rojo.

Edwin Hubble Milton Humason

¿Cómo pueden estar relacionados un efecto tan sencillo como el de Doppler con una teoría tan importante como el origen del universo? Pues, aunque parezca mentira, ese efecto fue determinante para formular la teoría del Big Bang.

Cuando algo tenía un corrimiento rojo, se estaba alejando. Por tanto, las galaxias estudiadas por este dúo de astrónomos estaban alejándose.

Hacia el rojo el universo se expande.

Radiación cósmica de fondo.

La radiación cósmica de fondo es la energía remanente del Big Bang que dio origen al universo.

La teoría del Big Bang predice una forma muy específica del espectro de la radiación cósmica de fondo: éste debe ser el espectro característico de un cuerpo en equilibrio termodinámico.

El satélite COBE midió el espectro de la radiación cósmica de fondo y pudo determinar con una precisión sin precedentes, que ésta es exactamente como lo predice la teoría:

¿Cómo puede evolucionar el universo?

MODELO CERRADO:

El universo frenará la expansión inicial (Big Bang) y se invertirá el proceso, irá frenándose poco a poco hasta que finalmente comiencen nuevamente a acercarse todos los elementos que conforman el universo, volviendo al punto original en el que todo el universo se comprimirá y condensará destruyendo toda la materia en un único punto de energía como el anterior a la Teoría de la Gran Explosión hasta llegar al Big Crunch.

MODELO ABIERTO:El destino del Universo está determinado por la densidad media de la materia existente en él.

Si la cantidad de materia es relativamente poca, la atracción gravitatoria mutua entre las galaxias disminuirá las velocidades de recesión sólo un poco y el Universo se expandirá indefinidamente, es decir, si la densidad del Universo es menor que lo que llamamos densidad crítica, el Universo se expande toda la vida, eternamente.

Past

. P

res.

F

ut.

BIG RIP:Densidad del cosmos menor que la densidad crítica. El cumplimiento de esta hipótesis depende de la cantidad de energía oscura en el Universo. Si el Universo contiene suficiente energía oscura, podría acabar en un desgarramiento de toda la materia. La gravedad no será capaz de frenar la expansión. La materia será incapaz de ―sujetar‖ a sus componentes, llegando así al Big Rip o Gran Desgarramiento.

¿Cómo se originó el Sistema Solar?

1. Nebulosa inicial.Hace unos 4600 millones de años una nebulosa giratoria de polvo y gas, cuyas dimensiones eran superiores al sistema solar, comenzó a contraerse.

2. Colapso gravitatorio.La concentración o colapso formó una gran masa central y un disco giratorio en torno a ella.

3. Formación del protosol.La colisión de las partículas en la masa central liberó gran cantidad de calor. Comenzó la fusión nuclear del hidrógeno, lo que marcara el nacimiento de una estrella, el protosol, en el interior de la nebulosa.

4. Formación planetesimales.Las partículas de polvo y gas que formaban el disco giratorio en torno al protosol siguieron un proceso de agrupación. Se formaron gránulos de algunos mililitros de cuyas colisiones y fusiones se originaron los planetesimales.

5. Formación de protoplanetas.Las colisiones de los planetesimales y su unión, acreción, originaria los planetas primitivos o protoplanetas.

6. Barrido de la órbita.En virtud de ese proceso de acreción cada protoplaneta fue despejando su zona orbital de planetesimales.

LA VIDA:

UN MILAGRO

Condiciones para la vida

Hasta hace no tanto se creía que éramos el centro del universo (Teoría Geocentrista de Ptolomeo).

•Eso no es así, sino que se necesita de innumerables factores para

que se dé la vida. Hay muchos, e incluso se desconocen la

mayoría, pero los más importantes son:

Eso no es así, pero lo cierto es que es casi un milagro que surja la vida, pues los requisitos básicos que se necesitan son tan escasos que ...

El primero y por el que se descarta a multitud de planetas es que éste debe encontrarse en una determinada franja que permita la vida (―Ricitos de Oro‖).

Además, se debe estar en una “zona relajada‖, es decir, lejos de supernovas (que se dan en los brazos de las galaxias) y del centro de propia galaxia, donde hay un agujero negro y diversas reacciones que liberan constantemente una cantidad ingente de radiación.

Junto con lo anterior, el planeta debe contar con un núcleo muy caliente para tener su propio campo magnético que lo proteja de las diferentes radiaciones. (supernovas, otras galaxias, su estrella, ...). (En nuestro caso, el viento solar nos destrozaría la atmósfera).

Debe ser lo suficientemente masivo para poseer un satélite de grandes dimensiones que controle su clima (cambios mucho más templados).

23,5º

Si se encuentra vida extraterrestre, seguramente la estrella más cercana será similar a la nuestra, pues la Espectral G2, enana de secuencia principal de las que más favorece la vida.

Estrella Arturo (Boyero)

(Emite mucha luz pero poco calor)

Enana Blanca (35,500 K)

Y por último y por ello más importante, el ...

AGUA (en estado líquido)

Posee muchísimas cualidades, y cada una más importante que la anterior (disolvente universal, buen captador de calor, ...).

Vídeo

Planetas Enanos

Para que un cuerpo celeste sea considerado planeta enano tiene que reunir unas características.

• Estar orbitando alrededor de una estrella.

• Tener la suficiente masa como para poseer gravedad y tener por lo tanto una forma redondeada (equilibrio hidrostático).

• No es satélite de otro cuerpo celeste.

• No ha limpiado la vecindad de su órbita.

Una creencia falsa es que el tamaño importa, y no es así.

Éste sólo interviene cuando dos planetas comparten órbita.

Geología y aspectos más llamativos de los planetas del S.S

El sistema SolarEl Sistema Solar esta formado por el Sol y todo lo que gira a su alrededor. Nuestro planeta, la Tierra, es uno de los nueve que se conocen en el Sistema Solar. Además de estos planetas y sus lunas, nuestro Sistema Solar incluye asteroides, cometas, y todos los otros fragmentos de hielo y roca, polvo y gases que dan vueltas entorno al Sol.

En la actualidad se conocen nueve planetas principales. Normalmente se dividen en dos grupos:

Interiores:•Mercurio•Venus •Tierra •Marte

Exteriores:•Júpiter•Saturno•Urano•Neptuno

Los interiores son pequeños y se

componen sobre todo de roca y hierro. Los

exteriores son mayores y se componen,

principalmente, de hidrógeno, hielo y helio.

SOL

•Es un recurso extraordinario para el estudio de los fenómenos estelares.•Es considerado un cuerpo dinámico y en evolución.•Está compuesto de materia común. •Se compone sobre todo de hidrógeno (71%); también contiene helio (27%) y otros elementos más pesados (2%). •Cerca del centro del Sol, la temperatura es de casi 16.000.000 K • La densidad es 150 veces la del agua.

MERCURIO

•El planeta más cercano al Sol.•Tiene un diámetro de 4.875 km, su volumen y su masa son semejantes a los de la Tierra y su densidad media es aproximadamente igual a la de la Tierra.•Mercurio órbita alrededor del Sol cada 88 días (año del planeta).•El planeta gira sobre su eje una vez cada 58,7 días o cada dos terceras partes de su periodo orbital; por tanto, gira una vez y media sobre su eje durante cada periodo orbital.• Tiene una tenue atmósfera que contiene sodio y potasio.•La fuerza de gravedad de la superficie del planeta es más o menos una tercera parte de la de la Tierra.•Sus temperaturas podían ser de 430 ºC en el lado iluminado por el Sol y de -180 °C en el lado oscuro.

VENUS

•Es el objeto más brillante del cielo, después del Sol y la Luna.•Las fases y las posiciones de Venus en el cielo se repiten en un periodo sinódico de 1,6 años. Los tránsitos a través de la cara del Sol son raros y tienen lugar de dos en dos (con ocho años de diferencia), en intervalos de poco más de un siglo.•Tiene una atmósfera densa lo que impide que meteoroides más pequeños alcancen la superficie del planeta, y está compuesta casi en su totalidad por dióxido de carbono (CO2).

•La temperatura de la superficie de Venus es muy uniforme y alcanza unos 462 °C.• La presión de la superficie es 96 veces la de la Tierra.•Venus gira muy lentamente sobre su eje y la dirección es retrógrada (contraria a la de la Tierra).•La superficie de Venus es, ante todo, una meseta plana interrumpida por dos zonas montañosas del tamaño de un continente conocidas como Istar Terra y Aphrodite Terra.

TIERRA

•La Tierra no es una esfera perfecta, sino que tiene forma de pera.•La Tierra y su satélite, la Luna, también giran juntas en una órbita elíptica alrededor del Sol. La excentricidad de la órbita es pequeña, tanto que la órbita es prácticamente un círculo. •La Tierra gira sobre su eje una vez cada 23 horas, 56 minutos y 4,1 segundos.•Se puede considerar que la Tierra se divide en cinco partes: la primera, la atmósfera, es gaseosa; la segunda, la hidrosfera, es líquida; la tercera, cuarta y quinta, la litosfera, el manto y el núcleo son sólidas.•La atmósfera es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta.

MARTE •El tono rojizo se debe a la oxidación o corrosión de su superficie.•A causa de la inclinación de su eje y la excentricidad de su órbita, los veranos son cortos y calurosos y los inviernos largos y fríos.•La atmósfera de Marte está formada por dióxido de carbono (95%), nitrógeno (2,7%), argón (1,6%), oxígeno (0,2%), y trazas de vapor de agua, monóxido de carbono y gases nobles diferentes del argón.

•La presión media de la superficie es de 0,6% la de la Tierra, equivalente a la presión de la atmósfera terrestre a una altura de 35 km.•Las temperaturas máximas en verano pueden alcanzar los 17 °C, pero las temperaturas medias en la superficie no sobrepasan los –33 °C.•La presión atmosférica total de la superficie fluctúa en un 30% debido al ciclo estacional de los casquetes polares.•Las temperaturas y las presiones de la superficie son demasiado bajas en la mayor parte del planeta para que exista agua en estado líquido

•El hemisferio sur muestra terrenos antiguos horadados por cráteres que datan de la historia más temprana del planeta, cuando los planetas estaban sujetos a un bombardeo meteórico más intenso que el que sufren en la actualidad. El hemisferio norte presenta menos cráteres; es, por tanto, más joven y se supone que su superficie está constituida por coladas volcánicas.•Marte tiene dos pequeños satélites con cráteres, Fobos y Deimos, que algunos astrónomos consideran que son asteroides capturados por el planeta muy al comienzo de su historia.•Fobos, el satélite más interior de los dos que orbitan alrededor del planeta Marte.

FOBOS

JUPITER

•La densidad media de Júpiter es una cuarta parte de la densidad de la Tierra, lo que indica que este planeta gigante debe estar formado por gases más que por metales y rocas.•Da una vuelta alrededor del Sol cada 11,9 años a una distancia orbital media de 778 millones de kilómetros.•Tarda 9,9 horas en dar una vuelta alrededor de su eje.• El 87% de la atmósfera de Júpiter esta compuesta de H2, y el 13% restante de He.•La presión atmosférica es alrededor del doble de la presión atmosférica de la Tierra a nivel del mar.•Júpiter tiene 63 satélites conocidos; es el planeta del Sistema Solar con más satélites girando a su alrededor.•Tienes 3 anillos rodeandole, el tercero es doble. Y estos se formaron por el polvo desprendido de las lunas de Jupiter

Los 4 satelites mayores son: Ío, Europa, Ganimedes y Calisto.

Ío luna de Jupiter

Europa

Ganimedes

Calisto, luna de Jupiter

SATURNO

•La densidad media de Saturno es una octava parte de la de la Tierra, debido a que el planeta está compuesto fundamentalmente de hidrógeno.•Los principales componentes de la atmósfera de Saturno son el hidrógeno (88% en masa) y el helio (11%); el resto comprende trazas de metano, amoníaco y cristales de amoníaco, y otros gases, como etano, acetileno y fosfina.

•La temperatura de Saturno está cercana a -176 °C.•La atmósfera de Titán tiene un espesor de unos 300 km, y está compuesta de nitrógeno con trazas de metano, etano, acetileno, etileno, cianuro de hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono.•Tiene un periodo de rotación de 10 horas, 39 minutos y 25 segundos.•Saturno tiene 47 satélites conocidos. Los cinco mayores satélites interiores —Mimas, Encélado, Tetis, Dione y Rea.•Entre los satélites interiores y exteriores orbita Titán, la luna mayor de Saturno.

URANO•Tarda 84 años en completar una órbita y 17 horas y 15 minutos en una rotación completa sobre su eje, que está inclinado 8° con relación al plano de la órbita del planeta alrededor del Sol.•La atmósfera de Urano está compuesta fundamentalmente de hidrógeno y helio, con algo de metano.•Urano tienes 13 anillos rodeandole.•Urano tiene 27 satélites. Las dos lunas mayores, Oberon y Titania; Umbriel y Ariel, y Miranda, el satélite más interior.

Oberon, luna de Urano

Titania, luna de Urano

Ariel, luna de Urano

Umbriel, luna de Urano

Miranda, satelite de Urano

NEPTUNO

•El albedo del planeta es alto: refleja el 84% de la luz que recibe.•El periodo de rotación es de cerca de 16 horas y el periodo sideral de revolución es de 164,79 años.•La atmósfera se compone fundamentalmente de hidrógeno y helio, pero la presencia de más del 3% de metano da al planeta su sorprendente color azul.•Se conocen trece satélites que giran alrededor de Neptuno. El mayor y más brillante es Tritón.

•A pesar de su temperatura extremadamente fría, Tritón tiene una atmósfera de nitrógeno con algo de metano y una cierta neblina. •Está rodeado por cinco anillos.