unidad 4

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALADIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN

SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN

UNIDAD 4

ORIGEN DEL UNIVERSO – VIDA

ORGANIZACIÓN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO. (QUÉ EDAD TIENE EL

UNIVERSO)

La teoría del Big Bang o gran explosión.

Teoría evolucionista del universo.



Teoría del estado invariable del universo.

Teorías del origen de la tierra argumento religioso, filosófico y

científico.

Origen y evolución del universo, galaxias, sistema solar, planetas y

sus satélites.

Edad y estructura de la tierra.

Materia y energía,

Materia: propiedades generales y específicas; estados de la materia.

Energía: leyes de la conservación y degradación de la energía.

Teoría de la relatividad.

1. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA Y DE LOS ORGANISMOS.

Creacionismo

Generación espontánea (abiogenistas).

Biogénesis (proviene de otro ser vivo).

Exogénesis (panspermia)(surgió la vida en otros lugares del universo

u otros planetas y han llegado a través de meteoritos etc.)

Evolucionismo y pruebas de la evolución.

Teorías de Oparin-Haldane. (físico-químicas)

Condiciones que permitieron la vida.

Evolución prebiótica.

Origen del oxígeno en la tierra.

Nutrición de los primeros organismos.

Fotosíntesis y reproducción primigenia.

ORIGEN DEL UNIVERSO – VIDA

ORGANIZACIÓN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO. (QUÉ EDAD TIENE EL

UNIVERSO)

En la cosmología moderna, el origen del Universo es el instante en que

apareció toda la materia y la energía que existe actualmente en el universo

como consecuencia de una gran explosión. Una postulación denominada

Teoría del Big Bang. Esta postulación es abiertamente aceptada por la ciencia



en nuestros días y conlleva que el universo podría haberse originado hace

entre 13.700 millones de años, en un instante definido. 1 2 En la década de

1930, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble confirmó que el universo se

estaba expandiendo, fenómeno que Albert Einstein con la teoría de la

relatividad general había predicho anteriormente. Sin embargo, el propio

Einstein no creyó en sus resultados, pues le parecía absurdo que el universo

se encontrara en infinita expansión, por lo que, agregó a sus ecuaciones la

famosa "constante cosmológica", (dicha constante resolvía el problema de la

expansión infinita) a la cual posteriormente denominaría él mismo como el

mayor error de su vida. Por esto Hubble fue reconocido como el científico que

descubrió la expansión del universo.

LA TEORÍA CREACIONISTA

Es que "Dios" aparto el agua así quedándose libre la tierra aunque es

aceptable que el universo ya existía antes de la aparición de la tierra , ya

conformado la tierra, fue creando las especies, los seres vivos entre ellos los

animales pronto aparece el hombre como producto de la misma.

Aquellos que niegan esta teoría son las personas ateas, no creyentes en la

religión católica.



LA TEORÍA DEL BIG BANGO GRAN EXPLOSIÓN

Supone que, hace entre 12.000 y 15.000 millones de años, toda la materia del

Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del

espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas

direcciones. Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se

agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron

las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo

continúa en constante movimiento y evolución.

La teoría del Big Bang se desarrolló a partir de observaciones y avances

teóricos. Por medio de observaciones, en los 1910, el astrónomo

estadounidense VestoSlipher y, después de él, Carl Wilhelm Wirtz, de

Estrasburgo, determinaron que la mayor parte de las nebulosas espirales se

alejan de la Tierra; pero no llegaron a darse cuenta de las implicaciones

cosmológicas de esta observación, ni tampoco del hecho de que las supuestas

nebulosas eran en realidad galaxias exteriores a nuestra Vía Láctea.

Además, la teoría de Albert Einstein sobre la relatividad general (segunda

década del siglo **) no admite soluciones estáticas (es decir, el Universo debe

estar en expansión o en contracción), resultado que él mismo consideró

equivocado, y trató de corregirlo agregando la constante cosmológica. El

primero en aplicar formalmente la relatividad a la cosmología, sin considerar la

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:God2-Sistine_Chapel.png



constante cosmológica, fue Alexander Friedman, cuyas ecuaciones describen

el Universo Friedman-Lemaître-Robertson-Walker, que puede expandirse o

contraerse.

TEORÍA INFLACIONARIA



La teoría inflacionaria de Alan Guth intenta explicar los primeros instantes del

Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los

que hay cerca de un agujero negro.

Supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos,

produciendo el origen al Universo.

El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan

violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el

Universo todavía crece.

No se puede imaginar el Big Bang como la explosión de un punto de materia en

el vacío, porque en este punto se concentraban toda la materia, la energía, el

espacio y el tiempo. No había ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo

también se expanden con el Universo.

En 1982 el cosmólogo ruso Andrei Linde introdujo lo que se llamó "nueva

hipótesis del universo inflacionario". Linde se dió cuenta de que la inflación es

algo que surge de forma natural en muchas teorías de partículas elementales,

incluidos los modelos más simples de los campos escalares. Si la mayoría de

los físicos han asumido que el universo nació de una sola vez; que en un

comienzo éste era muy caliente, y que el campo escalar en el principio contaba

con una energía potencial mínima, entonces la inflación aparece como natural y



necesaria, lejos de un fenómeno exótico apelado por los teóricos para salir de

sus problemas. Se trata de una variante que no requiere de efectos

gravitatorios cuánticos, de transiciones de fase, de un superenfriamiento o

también de un supercalentamiento inicial.

La otra predicción comprobable de esta teoría tiene que ver con las

perturbaciones de densidad producidas durante la inflación. Se trata de

perturbaciones de la distribución de materia en el universo, que incluso podrían

venir acompañadas de ondas gravitacionales. Las perturbaciones dejan su

huella en el fondo cósmico de microondas, que llena el cosmos desde hace

casi 15 mil millones de años.

TEORIA COSMOZOICA

La Teoría cosmozoica o

Panspermia es la hipótesis que

sugiere que las “semillas” o la

esencia de la vida prevalecen

diseminadas por todo el universo

y que la vida comenzó en la

Tierra gracias a la llegada de

tales semillas a nuestro planeta.

Estas ideas tienen su origen en algunas de las consideraciones del filósofo

griego Anaxágoras. El astrónomo Sir Fred Hoyle también apoyó la idea de la

panspermia. Una posible consecuencia de la panspermia sería que la vida en

todo el universo poseería una base bioquímica similar, a menos que hubiera

más de una fuente original de vida.

El mayor inconveniente de esta teoría es que no resuelve el problema inicial de

cómo surgió la vida, si no que se limita a mover la responsabilidad del origen a

otro lugar.

Teorías del origen de la tierra argumento religioso, filosófico y

científico.



1) Argumento religioso –bíblico, para ser más exactos–: El creacionismo

cristiano sostiene que la Tierra y todo ser vivo que habita en ella provienen de

un acto de creación del Dios Padre. Los creacionistas cristianos señalan como

pruebas irrefutables de una Creación:

-El hecho de que todo esté perfectamente posicionado y que todo en la

naturaleza funcione correctamente, de modo que la Tierra –y con ella el ser

humano– tuvo que ser creada necesariamente por un «diseñador inteligente».

Asimismo, se acentúa la creencia injustificada en suponer que el mundo es tan

singular, que simplemente no pudo ser producto de una causalidad.

-Se alude al físico Isaac Newton, quien dijo: “No hay reloj sin relojero”, para

subrayar la convicción de que la Tierra no pudo surgir de la nada y que fue

creada por Dios, de la misma manera que el reloj es fabricado por el relojero.

-Las supuestas similitudes y exactitudes históricas de la Biblia, alegando que el

libro sagrado es verdaderamente la Palabra de Dios, pues carece de errores

históricos y científicos. Siendo esto último refutado por muchas voces.

2) Argumento científico –teoría de la gran explosión–: Según la teoría del Big

Bang, el Universo se originó en una singularidad espaciotemporal de densidad

infinita y matemáticamente paradójica. Se dice que el espacio se ha expandido

desde entonces, por lo que los objetos astrofísicos se han alejado unos

respecto de los otros. Ahora bien, con las partículas subatómicas que se



desprendieron de la gran explosión, se formaron lo que hoy conocemos como

“elementos químicos”, los cuales contribuyeron en la formación de los planetas

del sistema solar –entre ellos la Tierra, el cual gracias a su abundante cantidad

de bioelementos, permitió el origen de la vida–. Los teóricos del Big Bang

indican como evidencias irrefutables del Big Bang:

-La expansión del Universo que se expresa en la Ley de Hubble (ν = H0 • D), y

que se puede apreciar en el corrimiento hacia el rojo de las galaxias.

-Las medidas detalladas del fondo cósmico de microondas.

-La abundancia de elementos ligeros (nucleosíntesis primordial).

-El hecho de que la función de correlación de la morfología y la estructura a

gran escala del Universo encaja con la teoría del Big Bang.

3) Argumento filosófico –cosmología aristotélica–: Aristóteles señala que la

forma está íntimamente unida a la materia, de modo que la materia es

“potencia” y la forma es “acto”; decía que la sustancia de las cosas era la unión

de la materia y la forma, mientras el movimiento es el paso de la potencia al

acto. Distinguió entre el mundo celeste y el mundo sublunar, según él, formado

por los cuatro elementos, mientras que en el celeste había un quinto elemento,

el «éter». Afirmo que los cuerpos celestes están arrastrados por esferas, y la

última esfera es la de las estrellas fijas, la cual es movida por el motor inmóvil:

Dios. Las implicaciones filosóficas de la metafísica de Aristóteles son las

siguientes:

-La realidad está perfectamente ordenada: Todo tiene su fin y todo está

relacionado entre sí.

-La realidad es totalmente cognoscible a través de la razón humana:

Conociendo en qué términos están cifrados los misterios se puede revelar todo.

-Los cielos son divinos e influyen en la Tierra: El esquema aristotélico es

adaptable al ámbito escolástico, siendo así aceptado, y haciendo así que esta

implicación sea validada por la crítica y la sociedad.



-Perspectiva antropocéntrica: Metafóricamente, al poner a la Tierra en el centro

del Universo, se le da al ser humano la cualidad de supremacía frente a lo

demás.

-El fin de la vida humana es el conocimiento: Como todos los seres vivos,

siempre tienen una finalidad. En el ser humano es llegar a conocer el Primer

Motor Inmóvil, ligado a la razón, con la cual se puede llegar a donde el hombre

se proponga. Además, proporciona seguridad y confianza, lo que facilita la

realización de la vida humana en determinados momentos.

MATERIA Y ENERGÍA

Todo lo que nos rodea, incluidos nosotros mismos, está formado por un

componente común: la materia. Normalmente, para referinos a los objetos

usamos términos como materia, masa, peso, volumen. Para clarificar los

conceptos, digamos que:

Materia es todo lo que tiiene masa y ocupa un lugar en el espacio;

Masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo;

Volumen es el espacio ocupado por la masa



Cuerpo es una porción limitada de materia

Estados físicos de la materia

En términos conceptuales, materia se puede definir como cualquier sustancia

que posee masa y ocupa un lugar en el espacio (volumen); la cual como

cualquier otro componente de la naturaleza reacciona a factores ambientales

como la presión y la temperatura, manifestándose en tres estados:

Gaseoso.

Líquido.

Sólido.

Estos estados obedecen fundamentalmente a la energía cinética o energía de

movimiento de las moléculas que conforman dicha materia y a la forma de

agregación de las mismas.

Materia: propiedades generales y específicas; estados de la materia.La materia tiene propiedades generales y particulares, a continuación estudiaremos ambas propiedades:

A. Propiedades generales: Son aquellas que dependen de la cantidad de

material, entre ellos tenemos:

Masa: Es la cantidad de materia que presenta un cuerpo (la masa no

define volumen).

Extensión: (Volumen) Es el lugar que ocupa un cuerpo en el espacio.

Impenetrabilidad: Propiedad por la cual el lugar ocupado por un cuerpo

no puede ser ocupado por otro al mismo tiempo. Salvo que lo desplace.

Inercia: Todo cuerpo se mantiene en reposo o en movimiento, mientras

no exista una causa (fuerza) que modifique dicho estado.



Divisibilidad: La Materia se puede fraccionar en partes cada vez más

pequeño por diferentes medios (mecánico, físico, químico), de acuerdo a

la siguiente secuencia.

Atracción: Es la propiedad por la cual dos cuerpos o partículas o

moléculas o átomos tienden a unirse.

B. Popiedades específicas:

Son aquellos que no dependen de la cantidad de materia, los más importantes

son:

Dureza: Es la resistencia que presenta un sólido a ser rayado. La dureza

de un cuerpo se establece mediante la escala de MOHS. El material

más duro es el "diamante" y el menos el "talco".

Tenacidad: Es la oposición que presenta un cuerpo sólido al

fraccionamiento (rotura).

Maleabilidad: Propiedad por la cual los metales se pueden transformar

hasta láminas.

Ductibilidad: Propiedad por la cual los metales se pueden transformar

hasta alambres o hilo.

Brillo: Propiedad por la cual un cuerpo refleja la luz.

Elasticidad: Es la capacidad que presentan algunos sólidos para

recuperar su forma original una vez que deja de actuar la fuerza que los

deformaba.(Los cuerpos que no recuperan su forma se llaman "cuerpos

plásticos").

Viscosidad: Es la resistencia que presenta los fluidos en su

desplazamiento. Esta dificultad disminuye al aumentar la temperatura.



Energía: leyes de la conservación y degradación de la energía.

Teoría de la relatividad.

Energía térmica: La energía térmica o

calorífica es la parte de energía interna

de un sistema termodinámico en

equilibrio que es proporcional a su

temperatura absoluta y se incrementa

o disminuye por transferencia de

energía, generalmente en forma de

calor o trabajo, en procesos

termodinámicos. A nivel microscópico

y en el marco de la Teoría cinética, es el total de la energía cinética media

presente como el resultado de los movimientos aleatorios de átomos y

moléculas o agitación térmica, que desaparecen en el cero absoluto.

Energía cinética: En

física, la energía cinética

de un cuerpo es aquella

energía que posee

debido a su movimiento.

Se define como el

trabajo necesario para

acelerar un cuerpo de

una masa determinada

desde el reposo hasta la

velocidad indicada. Una

vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su

energía cinética salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a

su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que

su energía cinética.



Energía potencial: En un

sistema físico, la energía

potencial es la energía que

mide la capacidad que tiene

dicho sistema para realizar un

trabajo en función

exclusivamente de su posición

o configuración. Puede

pensarse como la energía

almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema

puede entregar. Suele abreviarse con la letra o .

La energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria,

energía potencial electrostática, y energía potencial elástica.

Energía nuclear: La energía nuclear o

energía atómica es la energía que se

libera espontánea o artificialmente en las

reacciones nucleares. Sin embargo, este

término engloba otro significado, el

aprovechamiento de dicha energía para

otros fines, tales como la obtención de

energía eléctrica, térmica y mecánica a

partir de reacciones atómicas, y su

aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos.1 Así, es común referirse a la

energía nuclear no solo como el resultado de una reacción sino como un

concepto más amplio que incluye los conocimientos y técnicas que permiten la

utilización de esta energía por parte del ser humano.

Energía solar: La energía solar es

la energía obtenida a partir del

aprovechamiento de la radiación

electromagnética procedente del

Sol.



Energía hidráulica: Se denomina energía

hidráulica, energía hídrica o hidroenergía, a

aquella que se obtiene del aprovechamiento de

las energías cinética y potencial de la corriente

del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo

de energía verde cuando su impacto ambiental

es mínimo y usa la fuerza hídrica sin

represarla, en caso contrario es considerada

sólo una forma de energía renovable.

Energía radiante: La energía radiante es la

energía que poseen las ondas

electromagnéticas1 como la luz visible, las

ondas de radio, los rayos ultravioletas (UV), los

rayos infrarrojos (IR), etc. La característica

principal de esta energía es que se propaga en

el vacío sin necesidad de soporte material

alguno. Se transmite por unidades llamadas fotones.

Energía química: La energía química es

una manifestación más de la energía. En

concreto, es uno de los aspectos de la

energía interna de un cuerpo y, aunque



se encuentra siempre en la materia, sólo se nos muestra cuando se produce

una alteración íntima de ésta.

Energía eólica: Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la

energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es

transmutada en otras formas útiles para las actividades humanas.

ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA Y DE LOS ORGANISMOS

CREACIONISMO:

Se denomina creacionismo al

conjunto de creencias,

inspiradas en doctrinas

religiosas, según las cuales la

Tierra y cada ser vivo que

existe actualmente proviene de un acto de creación por uno o varios seres

divinos, cuyo acto de creación fue llevado a cabo de acuerdo con un propósito

divino. La creación de Adán, fresco de 1511 de Miguel Ángel en la Capilla

Sixtina.

Por extensión a esa definición, el adjetivo «creacionista» se ha aplicado a

cualquier opinión o doctrina filosófica o religiosa que defienda una explicación

del origen del mundo basada en uno o más actos de creación por un dios

personal, como lo hacen, por ejemplo, las religiones del Libro.

Generación espontánea (abiogenistas).

La teoría de la generación espontánea es una

antigua teoría biológica de abiogénesis que

defiende que podía surgir vida compleja

(animal y vegetal), de manera espontánea a

partir de la materia inorgánica. Para referirse a

la "generación espontánea", también se utiliza

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:God2-Sistine_Chapel.png



el término abiogénesis, acuñado por Thomas Huxley en 1870, para ser usado

originalmente para referirse a esta teoría en oposición al origen de la

generación por otros organismos vivos (biogénesis).

Biogénesis (proviene de otro ser vivo).

Teoría según la cual todo ser vivo procede de otro ser vivo:

la teoría de la biogénesis se opone a la teoría de la generación espontánea.

Exogénesis (panspermia) (surgió la vida en otros lugares del universo u

otros planetas y han llegado a través de meteoritos etc.)

Es así que al referirse a la hipótesis de la

Panspermia, esta solo hace referencia de la

llegada a la Tierra de formas de vida

microscópicas desde el espacio exterior; y

no hace hace referencia directa a la llegada

a la Tierra desde el espacio de moléculas

orgánicas precursoras de la vida, o de

explicar como ocurrió el proceso de formación de la posible vida panspermia

proveniente fuera del planeta Tierra.

Evolucionismo y pruebas de la evolución.

En 1859, con la teoría sobre el origen de las especies de Charles Darwin,

quedaron sentadas las bases de la evolución biológica. Darwin afirmaba que

los seres vivos que habitan nuestro planeta, son producto de un proceso de

descendencia en el que se introducen sucesivas modificaciones, con origen en

un antepasado común. Por tanto, todos partieron de un antecesor común y a

partir de él evolucionaron gradualmente. El mecanismo por el cual se llevan a

cabo estos cambios evolutivos es la selección natural.



Muchos sucesos de la naturaleza sólo

tienen explicación mediante la teoría de la

evolución; Darwin aportó numerosos

hechos que encajan en su teoría, y que

posteriormente se vieron reforzados con

nuevas evidencias, constituyendo todos

ellos lo que se llamó pruebas de la

evolución. Entre otras destacan las de tipo

paleontológico, anatómica comparada,

bioquímica comparada, embriológica, adaptación/mimetismo, distribución

geográfica y domesticación.

Teorías de Oparin-Haldane. (físico-químicas)

Plantea que el origen de la vida es

fisicoquímico. Al combinarse

condiciones de la atmósfera

(carencia de oxígeno, presencia de

metano y amoniaco) con factores

físicos como las altas temperaturas

del ambiente se produjeron

reacciones químicas entre

moléculas que produjeron las primeras moléculas orgánicas complejas,

constituyentes de los primeros seres vivos.

Condiciones que permitieron la vida.

Temperatura adecuada.

En general, existen bacterias que pueden sobrevivir a un tipo de ambiente

distinto e incluso a ambientes extremos, pero para el desarrollo de vida



(especies no microscópicas) generalmente se dice que puede haber vida en un

planeta si las temperaturas son las que hay en cualquier parte de nuestra

Tierra (por ejemplo, temperatura de -3 a 45 grados grados celsius hacen

posible que pueda vivir una especie).

Atmósfera y oxígeno.

La atmósfera protege a un planeta de las radiaciones (radiaciones tales como

ultravioleta, x y gamna). En la atmósfera es donde están los gases tales como

el ozono (que forma la "capa" con su nombre), Co2 que permite que haya

efecto invernadero y que por lo tanto, haya una temperatura viable.

Campo magnético

Existe un campo magnético en la Tierra debido a que el núcleo interno es

sólido y el externo es líquido. El campo magnético hace que las radiaciones

ionizantes (y el viento solar) se desvíen hacia los polos (no los geográficos),

además permite que la brújula marque el norte o el sur.

Radiación

Antes ya expliqué que es importante que las especies no sean afectadas por

radiación. La radiación ultravioleta causa cataratas, miopía, problemas

inmunitarios, cáncer... por ejemplo.

Agua en estado líquido



El agua debido a sus propiedades es el elemento más importante para los

seres vivos.

Satélite

Parece una tontería, pero la Luna hace de escudo para la Tierra. Muchos

cometas y otros cuerpos se dieron contra ella (por éso está "mazada").

Evolución prebiótica.

El bioquímico ruso Alexander Oparin

propuso por primero ves al teoría de la

evolución prebiótica. Según esta teoría, los

elementos primordiales de la tierra eran

inicialmente simples e inorgánicos, como el

agua, metano, amoniaco y el hidrogeno; los

cuales provenían de las numerosas

erupciones volcánicas.

La radiación ultravioleta solar, las descargas eléctricas de las constaten

tormentas y, posiblemente, los impactos de meteoritos, aportaron una gran

cantidad de energía que provoco que estas moléculas inorgánicas sencillas se

asociaran en moléculas orgánicas simples, como los aminoácidos, los azucares

y los ácidos grasos.

Origen del oxígeno en la tierra.



Se supone que el oxígeno de la

atmósfera tiene origen

fotosintético. En la atmósfera

primitiva no había oxígeno, y los

primeros fotosintetizadores lo

generaron. Pero, no existen

organismos fotosintetizadores

(con fotosíntesis oxigénica) anaerobios, ya que tanto las plantas y algas como

las cianobacterias respiran con oxígeno. Entonces, ¿qué tipo de organismo se

supone que era el que empezó a fotosintetizar, pero no disponía de oxígeno

para respirar? No es seguro que existiera organismos fotosintéticos

anaerobios.

Nutrición de los primeros organismos.

Los primeros organismos vivos eran autótrofos y se nutrían mediante un

proceso muy parecido a la fotosíntesis mediante la luz solar

Fotosíntesis y reproducción primigenia.

Fotosíntesis, proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las

plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en forma de luz

y la transforman en energía química. Prácticamente toda la energía que

consume la vida de la biosfera terrestre —la zona del planeta en la cual hay

vida— procede de la fotosíntesis.

Una ecuación generalizada y no equilibrada de la fotosíntesis en presencia de

luz sería:

CO2 + 2H2A → (CH2) + H2O + H2A

unidad 4

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